Notion de Distribution des temps de séjour (DTS)
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Notion fondamentale :
Il est rare que tous les éléments fluides ou solides qui pénètrent au même instant dans un système (réacteur, port, etc.) sortent ensemble de ce volume. Ces éléments n'ont pas tous le même "temps de séjour" individuel : comme l'illustre la figure suivante, certains 1) passent directement de l'entrée à la sortie, d'autres 2) y séjournent plus ou moins longtemps ; il peut exister des zones de recirculation 3) ou encore des zones immobiles 4) (zones mortes). La distribution des temps de séjour dans un système est une caractéristique importante de celui-ci, car elle influence de façon notable les performances d'un réacteur ou l'efficacité d'une roche comme barrière contre la pollution.
Définition : Fonction de distribution des temps de séjour E
C'est le mérite de DANCKWERTS d'avoir imposé dès 1953 une approche systémique à ce problème en définissant une fonction de distribution aisément accessible à l'expérience. La fonction de distribution des temps de séjour[3] est telle que "la fraction de fluide qui séjourne dans l'installation pendant un temps compris entre t_s et t_s+\mathrm{d}t_s égale le produit E(t_s) \cdot \mathrm{d}t_s", comme illustré sur la figure suivante.
Le but de ce chapitre est d'étudier les distributions des temps de séjour (DTS) dans les systèmes en écoulement, de voir quelles informations on peut en tirer quant à leur fonctionnement hydrodynamique et de rendre compte de ces distributions à l'aide de modèles représentatifs. Dans tout ce qui suit la notion de "réacteur" est prise au sens large. Les méthodes décrites s'appliquent en effet à toute portion d'espace traversée par des éléments mobiles qui y séjournent pendant des durées variables : aussi bien les appareils industriels, que les bassins fluviaux, les organes d'un être vivant, ou une autoroute la veille d'un week-end prolongé.
