Analyse de quelques modèles de diffusion 1D non linéaire des gaz dans les polymères : identification à partir de données expérimentales

Analysis of a Few One-Dimensional Non-Linear Diffusion Models of Gas in Polymers: Identification by Experimental Data

Institut Français du Pétrole

Auteur de correspondance : zakia. benjelloun-dabaghi@ifp. fr

Résumé

L'analyse des essais de sorption, désorption et perméation pour la caractérisation des coefficients de transport de certains couples polymère-gaz met en évidence l'influence de la concentration en espèce diffusante sur le coefficient de diffusion, en plus de celle de la température et de la pression. Cet article traite la modélisation de ces trois essais, en proposant des modèles mathématiques de diffusion qui tiennent compte de cette dépendance. À l'aide du logiciel Matlab-Simulink, un outil numérique est construit. Il permet d'une part d'intégrer l'équation de transport de Fick non linéaire pour les trois types d'essai, et d'autre part d'optimiser les coefficients de dépendance en concentration qui caractérisent la diffusion. Une méthode d'optimisation hybride est proposée. Elle utilise les informations données par les courbes expérimentales pour évaluer de façon unique les coefficients de transport. L'outil numérique ainsi développé a fait l'objet d'un logiciel : PermGas(tm).

Abstract

The study of sorption, desorption and permeation experiments, for some pairs of polymer-gas systems, shows diffusion dependency on species concentration plus other dependencies, as temperature and pressure. This article deals with modelling of those different experiments, and proposes a mathematical model to represent the dependency of the diffusion coefficient with species concentration. First, a numerical solver is built with the aid of the Matlab-Simulink software, allowing us to integrate transport non-linear Fick's law for those experimental models. Then, we define a hybrid optimisation method which consists in coupling the experimental information given by the curves with the different models built, to evaluate a unique set of parameters which caracterise the transport coefficients. With this work, a software, PermGas(tm), is built.