Transferts d’énergie et de matière/Approche Bilancielle et Concepts de Base est le premier volume d’une série d’ouvrages en cours de publication par Pr. AbdelhanineBenallou, intitulée Série Ingénierie de l’Energie. Editée par International Society for Technology in Education (ISTE, Londres), et disponible sur le site Amazon et chez les librairies Eyrolles, cette série comprend les neuf volumes suivants :
Volume 1 : Transferts d’Énergie paret de Matière. Approche Bilancielle et Concepts de base.
Volume 2 : Transferts d’Énergie par Conduction
Volume 3 : Transferts d’Énergie par Convection
Volume 4 : Transferts d’Énergie par Rayonnement
Volume 5 : Transferts de Matière et Estimation des Données Physiques
Volume 6 : Conception et Calcul des Echangeurs de Chaleur
Volume 7 : Ingénierie de l’Énergie Solaire Thermique
Volume 8 : Ingénierie de l’Énergie Solaire Photovoltaïque
Volume 9 : Ingénierie de l’Utilisation Rationnelle de l’énergie comme l’auteur le souligne dans le préambule du premier volume, cette série vise à asseoir les fon-dements de l’ingénierie de l’énergie et à constituer une référence dans le domaine, aussi bien en tant qu’outil de formation d’ingénieurs, que comme source de connaissances et de données pour la conception des unités de transfert de matière et d’énergie.
Les transferts de matière s’effectuent surtout dans les opérations de purification ou d’élaboration de produits. Tandis que les transferts d’énergie sont destinés à apporter les calories nécessaires au chauffage, à la réfrigération ou à la climatisation, ou encore à retirer la quantité d’énergie qui per-mettrait lastabilisation d’un réacteur nucléaire.
Le premier volume de la série présente les différents mécanismes qui régissent ces transferts, ainsi que les équations qui les gouvernent. Il vise à asseoir, de manière claire et solide, les principes et les concepts fondamentaux en présentant et en expliquant les théories de base qui sous-tendent les techniques de transfert de la matière et de l’énergie. Il se veut introductif, simple, ludique et facilement accessible, ense gardant de ne pas introduire les détails relevant des études approfondies qui font l’objet des volumes suivants de la série.
Il peut être considéré comme le socle sur lequel seront bâties, dans les volumes qui vont suivre, les méthodes de conception et de dimensionnement des équipements.
Sur le plan conceptuel, le volume 1 souligne que, pour mener des analyses sur des procédés de fabrication ou sur des systèmes physiques, il est efficace d’établir certaines règles de comptabilité de la matière et de l’énergie.
En effet, de la même manière qu’un expert comptable analyse les dépenses et les recettes pour établir les bilans financiers d’une entreprise, l’ingénieur devra suivre les entrées et les sorties de matière et d’énergie dans un système donné pour établir les bilans de matière et d’énergie de l’installation considérée. Ainsi, l’approche bilancielle utilisée dans cet ouvrage est extrêmement importante dans la méthodologie d’analyse des transformations industrielles. C’est grâce à la mise en oeuvre de cette approche que nous pouvons aboutir à la définition des équations qui régissent une transformation donnée et à la quantification des flux échangés.
Il est également établi dans cet ouvrage que les flux de matière ou d’énergie, transférés entre systèmes ou entre les parties d’un même système, s’expriment de manière naturelle en fonction de deux paramètres importants : la surface d’échange et la Différence de Potentiel d’Echange (DPE). Cette manière de formaliser les équations des flux donne à l’ingénieur une vision claire des échanges pouvant avoir lieu dans un système.
Par ailleurs, cet ouvrage présente, tout au long de ses différents chapitres, autant d’exemples pratiques que d’illustrations qui permettent de bien visualiser les phénomènes et de rendre les applications des différentes équations ludiques et plus palpables.
Ces illustrations élucident, entre autre, les technologies de séchage, de distillation, d’absorption, de dessalement de l’eau de mer, d’électrodialyse, d’osmose, de séparation par ultrafiltration, d’enrichissement de l’Uranium par centrifugation et de séparation isotopique.
Elles permettent également de comprendre le fonctionnement de l’effet de serre, des chauffe-eau solaires et électriques, des châteaux d’eau destinés à l’alimentation en eau potable des villes et des villages, etc.
De plus, en vue de permettre à l’étudiant de mettre en oeuvre le plus rapidement possible les concepts nouveaux, une série d’exercices résolus est présentée à la fin de chaque chapitre. Ces exercices ont été construits pour correspondre, le plus possible, à des situations réelles relevant de la pratique industrielle ou de la vie de tous les jours. Les solutions présentées pour chacun des exercices retiennent un niveau de détail qui ne laisse pas de place à l’hésitation et qui encourage à la mise en oeuvre complète des solutions ; c’est-à-dire en complétant et en pré
