Wet scrubbers are traditionally used as dedusting systems in waste incineration plants for wet flue gas treatment. Although these devices are not particularly performant at capturing submicron particles, which are associated with health and environmental hazards, their collection efficiency can be improved by optimizing operating conditions. This study presents the design methodology of a downscaled wet scrubber, constructed and implemented at a municipal waste incineration plant to be fed with real fumes, and to study its efficiency towards the removal of submicronic particles. The downscaled scrubber was designed to operate with flue gas at 200 °C, high humidity (1% RH), and an average total particle concentration of 200 mg/Nm³. A criterion of geometric, aerodynamic, and residence time similarities to an existing industrial scrubber was targeted. The height of the device was selected by matching the theoretical fractional particle collection efficiencies of the industrial and downscaled scrubbers. Featuring a cylindrical shape, the downscaled scrubber has a diameter of 0.3 m and a height of 2.5 m. It operates in co-current with water injected through four spray levels. Computational fluid dynamics simulations were conducted to analyze the gas flow structure within the device, and the results were validated by hot wire anemometer velocity measurements.

Le travail mené dans le cadre de cette thèse porte sur l’étude expérimentale et numérique de l’écoulement au sein d’un éjecteur supersonique. Le régime d’écoulement qui s’installe dans ces appareils est très complexe du fait des phénomènes physiques qui les caractérisent comme la turbulence et les ondes de choc. Les méthodes expérimentales utilisées sont la mesure de la pression le long de l’axe de l’éjecteur `a l’aide d’une sonde développée à cet effet, la visualisation de l’écoulement par tomographie laser et la mesure de vitesse par PIV. Les simulations numériques sont réalisées à l’aide du code Ansys-Fluent en 2D axisymétrique et en 3D. Dans un premier temps, une étude de sensibilité du modèle numérique portant sur les paramètres de simulations et les modèles de turbulence est menée sur l’éjecteur fonctionnant sans flux induit. La validation des simulations repose sur une comparaison des résultats numériques avec des mesures de vitesse par PIV. Un modèle 3D s’est avéré incontournable pour l’étude de l’écoulement dans l’éjecteur avec flux induit à cause de sa géométrie complexe. Les outils expérimentaux et numériques développés permettent d’analyser finement l’interaction des flux moteur et induit, en particulier les processus de recompression par chocs obliques et de mélange. Une tentative de modélisation par LES des instabilités de l’écoulement détectées expérimentalement est également abordée.