Brevet FR3142683A1 — publié le 20240607

La présente invention concerne un procédé de conception d’un lit de captation de particules solides contenues dans un fluide. Le procédé applique un modèle de captation (MCA) et un modèle de perte de charge (MPC) pour une liste de lits de captation (LIS). Puis, on détermine (DET) le lit de captation qui minimise un critère lié à la perte de charge parmi la liste de lits de captation (LIS). Figure 1 à publier Procédé de conception d’un lit de captation de particules solides contenues dans un fluide La présente invention concerne le domaine de la captation de particules solides contenues dans un fluide, en particulier en entrée d’un réacteur. Un exemple d’application d’un réacteur est le domaine des réacteurs d’hydrotraitement en lit fixe (hydrotraitement de coupes pétrolières, réacteurs chimiques). Pour cette application, les réacteurs sont constitués d’un ou plusieurs lits catalytiques de particules solides de taille comprise entre 0,5 et 5mm, et de hauteur de lit variable pouvant atteindre plusieurs mètres. Ces réacteurs sont alimentés par une charge liquide ou gazeuse ou biphasique gaz-liquide. Pour différentes raisons, la charge alimentant le réacteur peut contenir de petites particules solides (issues de la corrosion en amont du réacteur, ou déjà présentes dans la charge à convertir), de tailles variables mais généralement comprises entre 0,1 à 500µm. Ces particules solides peuvent être de différentes compositions, contenant majoritairement du carbone (Coke) ou du Fer sous forme sulfuré, oxydé ou autre. La concentration en particules solides peut aller de 0 à plusieurs dizaines de ppm (massiques). Les réacteurs d’hydrotraitement en lits fixes, tels que ceux utilisés dans le domaine du raffinage pétrolier, peuvent être opérés pendant de longues périodes (de quelques semaines à plusieurs années) sans être arrêtés. Ils sont généralement opérés en écoulement descendant, que ce soit en présence d’une ou de deux phases fluides. Des plateaux distributeurs de fluides sont utilisés en amont du lit de catalyseur pour répartir l’écoulement de manière homogène sur la section de réacteur. En l’absence de tout dispositif de filtration/captation en tête du premier lit de réacteur (lit catalytique), les particules entrant dans le réacteur s’accumulent en tête du premier lit catalytique et forment un dépôt qui peut générer de la perte de charge, de la maldistribution, et donc réduire les performances du réacteur et sa durée d’utilisation (durée de cycle entre deux arrêts). On peut également ajouter que les particules les plus petites peuvent pénétrer dans le volume catalytique mais ce phénomène va aussi induire une augmentation de la perte de charge dans le réacteur et réduire sa durée de cycle. Pour d’autres applications, telles que l’hydroraffinage, l’hydrocraquage, le reformage, l’alkylation, l’isomérisation, l’hydrogénation des huiles végétales. il est également utile de capter les particules solides d’un fluide en entrée d’un réacteur, dans le but d’améliorer les réactions physiques et/ou chimiques mises en œuvre dans le réacteur. Pour ralentir les inconvénients liés aux particules solides dans le lit catalytique (en particulier l’accumulation de particules solides dans le lit catalytique), il est classique de positionner un lit de garde en tête de réacteur (entre le distributeur et le lit de catalyseur), dont la fonction est justement de capter les particules solides avant qu’elles n’atteignent le catalyseur. Ce lit peut être constitué de plusieurs types de matériaux, généralement minéraux (céramique par exemple, ou alumine), en métal ou en polymère. Des objets de taille centimétrique sont généralement utilisés (0,5 à 5cm de taille caractéristique) pour capter les particules sans induire de perte de charge significative. Ces matériaux peuvent être plein ou poreux. Classiquement, des objets partiellement poreux et générant une surface importante et accessible aux particules à capter sont utilisés, comme des billes sphériques, des cylindres creux, des roues de wagons, des formes extrudées lobée, etc. Le document : « I.A. Mik, O.P. Klenov, M.O. Kazakov, K.A. Nadeina, O.V. Klimov, A.S. Noskov, Optimization of grading guard systems for trapping of particulates to prevent pressure drop buildup in gas oil hydrotreater, Fuel, Volume 285, 2021, 119149, ISSN 0016-2361, https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119149. » décrit et compare expérimentalement des exemples de lit de garde de différents types. Il est assez courant de mettre en œuvre un lit de garde composé de plusieurs couches de matériaux, chaque couche se caractérisant par un type de matériaux (forme, matière, taille) et une certaine hauteur de couche. Classiquement d‘une à cinq couches d’objets distincts peuvent être utilisés. Le fait de mettre en œuvre plusieurs couches d’objets différents répond notamment à deux objectifs : - Capter différents types de particules solides (de différentes tailles par exemple) - Optimiser la distribution du ou des fluides en entrée de lit de catalyseur. Depuis quelques années, les lits de garde sont de plus en plus composés d’empilement de galets de mousse céramique. De tels galets de mousse céramique sont décrits notamment dans les demandes de brevet US 6258900, US 7265189 et EP1001837. Dans ce cas, on utilise classiquement plusieurs couches de mousses distinctes, ayant des tailles moyennes d’alvéoles différentes, pour capter des particules solides de dimensions différentes. On peut utiliser d’une à quatre couches de mousses différentes, chaque couche faisant 0,2 à 1m d’épaisseur. Il n’est toutefois pas aisé de déterminer le lit de captation optimal, en termes de constituants de couches (matériau), du nombre de couches, de dimensions (épaisseur des couches), etc. Il en résulte que les lits de captation (lits de garde) mis en œuvre ne garantissent pas des performances optimales en termes de captation. La composition du lit de garde en plusieurs couches est empirique et ne suit généralement pas de méthode particulière. Elle varie d’un utilisateur à l’autre et relèvent de la bonne pratique. Au vu de nombre de choix offert (matériau, forme des éléments, nombre de couches, épaisseur des couches, etc.) et des conditions opératoires spécifiques (débit, concentration, dimensions des particules), les lits de captation (lits de garde) mis en œuvre de manière empirique ne permettent pas des performances optimales en termes de captation. Le but de l’invention est de concevoir un lit de captation optimal en termes de performances de captation, tout en limitant le nombre d’expérimentations. Pour cela, l’invention concerne un procédé de conception d’un lit de captation de particules solides contenues dans un fluide. Le procédé applique un modèle de captation et un modèle de perte de charge pour une liste de lits de captation. Puis, on détermine le lit de captation qui minimise un critère lié à la perte de charge parmi la liste de lits de captation. Les modèles de captation et de perte de charge permettent une représentation physique du phénomène de captation, ce qui permet de comparer plusieurs configurations de lits de captation, sans expérimentation. Ainsi, il est permis de concevoir un lit de captation possédant les performances de captation optimales, de manière simple et rapide. L’invention concerne un procédé de conception d’un lit de captation de particules solides contenues dans un fluide, ledit lit de captation étant agencé au sein d’un réacteur pour capter des particules solides dudit fluide entrant dans ledit réacteur. Pour ce procédé, on met en œuvre les étapes suivantes : On acquiert des caractéristiques géométriques dudit réacteur, le débit dudit fluide dans ledit réacteur et la concentration en particules solides au sein dudit fluide ; On acquiert des caractéristiques géométriques et des caractéristiques de performances d’une liste de lits de captation ; Pour chaque lit de captation de ladite liste, on applique un modèle de captation qui relie la concentration en particules solides en sortie dudit lit de captation à la concentration acquise en particules solides dans ledit fluide en fonction desdites caractéristiques géométriques et des caractéristiques de performances dudit lit de captation ; Pour chaque lit de captation de ladite liste, on applique un modèle de perte de charge qui relie la perte de charge dudit réacteur à la concentration déterminée en sortie dudit lit de captation en fonction desdites caractéristiques géométriques dudit réacteur et du débit acquis dudit fluide dans le réacteur ; et On détermine ledit lit de captation parmi ladite liste de lits de captation qui optimise un critère lié à la perte de charge, et on construit ledit lit de captation déterminé au sein dudit réacteur. Selon un mode de réalisation, on construit ledit modèle de captation au moyen d’une loi d’atténuation des particules. Avantageusement, ladite loi d’atténuation des particules est fonction d’un facteur d’atténuation de la captation, ledit facteur d’atténuation dépend d’une concentration maximale de particules captée au sein dudit lit de captation. Conformément à une mise en œuvre, ledit lit de captation comprend au moins une couche, chaque couche comprend une épaisseur d’éléments dans un matériau. De manière avantageuse, lesdites caractéristiques géométriques dudit lit de captation sont choisies parmi la hauteur de chaque couche, et le diamètre dudit lit de captation. De préférence, lesdites caractéristiques de performances dudit lit de captation sont choisies parmi une efficacité intrinsèque de filtration de chaque couche, une concentration maximale de particules solide captée dans chaque couche. Selon un aspect, ladite liste de lits de captation est déterminée en fonction d’une hauteur disponible dans ledit réacteur. Selon une option de réalisation, ledit critère optimisé est choisi parmi la perte de charge au bout d’une durée prédéterminée et/ou une durée de cycle dudit réacteur avant d’atteindre une perte de charge maximale, ladite durée de cycle étant déterminée par ledit modèle de perte de charge. Conformément à un mode de réalisation, ladite liste de lits de captation est prédéterminée ou déterminée automatiquement. Selon une mise en œuvre, ledit réacteur est un réacteur en lit fixe, notamment un réacteur d’hydrotraitement, de préférence un réacteur d’hydrotraitement de coupes pétrolières ou de biomasse, ou un réacteur d’hydrocraquage, ledit réacteur comprenant un lit fixe de catalyseur agencé en-dessous dudit lit de captation. D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après. Liste des figures La illustre les étapes du procédé selon un mode de réalisation de l’invention. La illustre une comparaison entre deux lits de captation au moyen du procédé selon un mode de réalisation de l’invention. La illustre un réacteur selon un mode de réalisation de l’invention. L’invention concerne un procédé de conception d’un lit de captation de particules solides contenues dans un fluide. Le lit de captation est agencé au sein d’un réacteur. Le lit de captation, appelé aussi lit de filtration ou lit de garde, permet de capter les particules solides du fluide en entrée du réacteur. Le fluide peut être un liquide ou un gaz, ou un fluide biphasique gaz-liquide. Le fluide peut contenir de petites particules solides, par exemple issues d’une corrosion d’une étape préalable de traitement du fluide ou présentes dans le fluide en raison d’un traitement préalable du fluide. A titre illustratif, les particules solides peuvent avoir un diamètre moyen compris entre 0,1 à 500µm. Les particules solides peuvent être de différentes compositions, contenant majoritairement du carbone (coke) ou du fer sous forme sulfuré, oxydé, ou toute autre composition. A titre d’exemple, la concentration en particules solides peut être comprise entre 1 à plusieurs dizaines de ppm. Le réacteur peut comprendre une entrée pour le fluide dans sa partie haute (en position d’utilisation), appelée tête de colonne. Dans cette configuration, le lit de captation peut être agencé dans la partie supérieure du réacteur. Alternativement, l’entrée du fluide dans le réacteur peut être située dans la partie basse de la colonne (en position d’utilisation), appelée fond de colonne. Dans cette configuration, le lit de captation peut être agencé dans la partie inférieure du réacteur. Selon un mode de réalisation, le réacteur peut être un réacteur en lit fixe, notamment un réacteur d’hydrotraitement ou un réacteur d’hydrocraquage. Il peut s’agir par exemple d’un réacteur d’hydrotraitement de coupes pétrolières ou de biomasse. Un tel réacteur peut comprendre un lit fixe de catalyseurs (appelé également lit catalytique) agencé en-dessous du lit de captation, dans la position de fonctionnement du réacteur, et le fluide peut avoir un mouvement descendant dans le réacteur. Le réacteur peut être également un réacteur d’hydroraffinage, d’hydrocraquage, de reformage, d’alkylation, l’isomérisation, l’hydrogénation des huiles végétales ou tout réacteur analogue. La illustre, schématiquement et de manière non limitative, un réacteur pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention. Le réacteur 1 comprend une entrée 3 et une sortie 4 pour un fluide. Les flèches illustrent le sens de circulation du fluide. De plus, le réacteur 1 comprend des éléments réactifs 2 pour une réaction physique et/ou chimique avec le fluide, les éléments réactifs 2 peuvent être notamment un lit catalytique. En outre, le réacteur 1 comprend un lit de captation 5 pour capter des particules solides comprises dans le fluide en entrée. Le lit de captation 5 est agencé en amont des éléments réactifs 2 dans le sens de circulation du fluide. Pour le mode de réalisation illustré, le lit de captation 5 comprend deux couches 6 et 7. Cette figure n’illustre pas les supports des différents lits, des éventuels moyens de distribution du fluide, d’éventuelles autres entrées et/ou sorties de fluide, ou d’autres équipements d’un tel réacteur. Un lit de captation peut être constitué de plusieurs types de matériaux, généralement minéraux (céramique par exemple, ou alumine), en métal ou en polymère. Ainsi, le lit de captation peut être composé d’au moins une couche de matériaux, chaque couche se caractérisant par un type de matériaux (forme, matière, taille) et une certaine hauteur de couche. Avantageusement, une à cinq couches d’objets distincts peuvent être utilisés pour un lit de captation. L’utilisation de plusieurs couches permet de capter différents types de particules solides (de différentes tailles par exemple) et d’optimiser la distribution du ou des fluides en entrée de lit de catalyseur. De manière avantageuse, des éléments de taille centimétrique peuvent généralement être utilisés (0,5 à 5cm de taille caractéristique) au sein d’une couche pour capter les particules solides sans induire de perte de charge significative. Ces matériaux peuvent être plein ou poreux. Classiquement, des éléments partiellement poreux et générant une surface importante et accessible aux particules solides à capter peuvent être utilisés, comme des billes de sphériques, des cylindres creux, des roues de wagons, des formes extrudées lobées, ou toute forme analogue. A titre d’exemple non limitatif, le lit de captation peut comprendre au moins une couche d’empilement de galets de mousse céramique. De tels galets de mousse céramique sont décrits notamment dans les demandes de brevet US 6258900, US 7265189 et EP1001837. L’invention est particulièrement adaptée à un lit de captation comprenant au moins une couche de galets en mousse de céramique. En effet, les modèles mis en œuvre dans l’invention sont particulièrement adaptés à ce matériau. Le procédé selon l’invention comprend les étapes suivantes : 1. Acquisition de conditions opératoires 2. Caractérisation d’une liste de lits de captation 3. Application d’un modèle de captation 4. Application d’un modèle de perte de charge 5. Détermination du lit de captation optimal Les étapes seront détaillées dans la suite de la description. Les étapes 3 à 5 peuvent être mises en œuvre par des moyens informatiques, notamment un ordinateur ou un serveur. Les étapes 1 et 2 peuvent être réalisées dans cet ordre, simultanément ou en ordre inverse. L’étape 2 peut être réalisée une seule fois au préalable. Ensuite, pour chaque nouveau réacteur et/ou chaque nouvelle conditions opératoires, on peut réitérer uniquement les étapes 1, et 3 à 5. La illustre, schématiquement et de manière non limitative, les étapes du procédé selon un mode de réalisation de l’invention. Dans un premier temps, on acquiert ACQ les conditions opératoires du fluide, en l’occurrence le débit du fluide dans le réacteur, et des données relatives aux particules solides (la concentration en particules solides au sein du fluide, les tailles des particules solides, les propriétés physiques des particules solides). On acquiert en outre des caractéristiques géométriques et de performances d’une liste LIS de lits de captation. On applique, pour chaque lit de captation de la liste, un modèle de captation MCA aux caractéristiques acquises de la liste LIS et aux conditions opératoires acquises ACQ, pour déterminer une concentration en particules solides en sortie du lit de captation. On applique ensuite, pour chaque lit de captation de la liste, un modèle de perte de charge MPC à la concentration en particules solides en sortie du lit de captation et aux caractéristiques acquises de la liste LIS, pour déterminer une perte de charge. On détermine DET le lit de captation parmi la liste qui optimise un critère lié à la perte de charge, et on construit le lit de captation déterminé. 1. Acquisition de conditions opératoires Lors de cette étape, on acquiert la géométrie du réacteur ainsi que le débit du fluide en entrée du réacteur (avant le passage du fluide dans le réacteur) ainsi que la concentration en particules solides au sein du fluide. Lorsque les particules solides sont de plusieurs types, on peut acquérir la concentration de chaque type de particules. Ces paramètres sont également appelés conditions opératoires dans la description. La géométrie du réacteur peut comprendre notamment le diamètre du réacteur. Le débit du fluide en entrée du réacteur peut correspondre au débit volumique du fluide en entrée du réacteur. La concentration en particules solides est également appelée concentration en particules solides en entrée du réacteur. Conformément à une mise en œuvre de l’invention, les conditions opératoires acquises peuvent comprendre en outre, les dimensions des particules solides, la constitution des particules solides (type de matériau), les propriétés physiques des particules solides. Ainsi, la modélisation de la captation et la modélisation de la perte de charge peuvent être plus réalistes, ce qui permet de déterminer le lit de captation le plus adapté aux conditions opératoires. En effet, les conditions opératoires peuvent être déterminantes pour la détermination du lit de captation. Selon un mode de réalisation, le débit du fluide et la concentration en particules solides peuvent être mesurés, par exemple dans une étape de fonctionnement du réacteur avant l’installation d’un lit de captation. Ainsi, le procédé est adapté aux conditions réelles d’utilisation du réacteur. En variante, le débit du fluide et la concentration en particules solides peuvent être déterminés expérimentalement ou par simulation. Ainsi, le procédé permet une conception complète d’un réacteur en fonction de ces conditions opératoires. Alternativement, le débit de fluide peut être imposé par l’utilisateur en fonction de l’application du réacteur. 2. Caractérisation d’une liste de lits de captation Lors de cette étape, on acquiert des caractéristiques géométriques et des caractéristiques de performances d’une liste de lits de captation. La liste de lits de captation est une liste formée d’une pluralité de configurations de lits de captation. Chaque lit de captation (pour être précis : chaque configuration de lit de captation) est défini par le matériau des éléments de chaque couche, la forme des éléments de chaque couche, etc. Il s’agit des configurations pour lesquelles le modèle de captation et le modèle de perte de charge sont appliqués lors des étapes suivantes. La liste de lits de captation peut être prédéterminée. En variante, la liste de liste de captation peut être déterminée automatiquement, par exemple par une méthode d’optimisation, ou par association de couches. De préférence, la liste de lits de captation peut être déterminée en fonction de contraintes du réacteur, notamment, la hauteur disponible pour le lit de captation, la surface disponible pour le lit de captation. Ainsi, dans cette mise en œuvre, la liste de lits de captation ne comprend que des lits de captations adaptés au réacteur. Les caractéristiques géométriques acquises de chaque couche peuvent notamment être choisies parmi la hauteur de chaque couche, le diamètre du lit de captation (qui est généralement sensiblement identique au diamètre du réacteur). Les caractéristiques de performance acquises peuvent notamment être choisies parmi l’efficacité intrinsèque de filtration de chaque couche, une concentration maximale de particules solides captées dans chaque couche. Ces caractéristiques de performance peuvent être déterminées, expérimentalement, par simulation, ou au moyen de données de fabricant (données industrielles). Elles peuvent être déterminées à partir notamment du matériau des éléments de chaque couche, la forme des éléments de chaque couche et des caractéristiques géométriques. De manière avantageuse, l’efficacité intrinsèque de filtration peut être déterminée par essai sur banc expérimental ou par modélisation. Cette caractéristique intègre l’effet des conditions opératoires et notamment la vitesse du fluide (liée au débit et à la section du réacteur). Par exemple non limitatif, on peut mettre en œuvre un test de captation de particules solides j sur une couche de matériau i et de hauteur H. L’efficacité initiale de captation est notée X avec : Avec la concentration en particules solides en entrée de la couche de matériau i et la concentration en particules solides en sortie de la couche de matériau i. La filtration des particules solides peut être modélisée par une équation différentielle d’ordre un du type : Avec l’efficacité intrinsèque de filtration de la couche de matériau i sur les particules solides de type j, z la distance au sein de la couche de matériau, la concentration en particules solides de classe j dans le fluide. En intégrant cette formule, on peut écrire : On peut alors déterminer l’efficacité intrinsèque de filtration de la couche de matériau i sur les particules solides de type j, par : La concentration maximale de particules solides captées dans une couche peut notamment être déterminée expérimentalement ou par simulation. Cette concentration est atteinte lorsque le solide ne peut plus capter de particules (toutes les particules entrant dans la couche de captation en ressortent alors). Conformément à une mise en œuvre de l’invention, la liste de lits de captation, leur configuration ainsi que les caractéristiques géométriques et les caractéristiques de performances peuvent être stockées sur une mémoire informatique, pour faciliter leur utilisation pour des modèles numériques de captation et de perte de charge. 3. Application d’un modèle de captation Lors de cette étape, pour chaque lit de captation de la liste de captation déterminée à l’étape 2, on applique un modèle de captation aux conditions opératoires déterminées à l’étape 1. Le modèle de captation représente le phénomène de captation au sein d’un lit de captation. Le modèle de captation relie la concentration en particules solides en sortie du lit de captation à la concentration en particules solides en entrée du lit de captation en fonction des caractéristiques géométriques et des caractéristiques de performances du lit de captation. En d’autres termes, le modèle de captation a pour entrée la concentration en particules solides en entrée du lit de captation (issue de l’étape 1), et la caractérisation du lit de captation (issue de l’étape 2), et le modèle de captation a pour sortie une concentration en particules solides en sortie du lit de captation. De préférence, le modèle de captation peut être un modèle numérique, ce qui facilite sa mise en œuvre sur plusieurs lits de captation de manière simple et rapide et sans expérimentation. Selon un mode de réalisation de l’invention, on peut construire un modèle de captation au moyen d’un loi d’atténuation des particules. Avantageusement, une loi d’atténuation peut être appliquée pour chaque couche du lit de captation. De manière avantageuse, la loi d’atténuation des particules peut être fonction d’un facteur d’atténuation de la captation, ce facteur d’atténuation peut dépendre notamment du type de particules solides à capter et du matériau de chaque couche du lit de captation. Le facteur d’atténuation permet de modéliser le colmatage du matériau d’une couche du lit de captation. En effet, au fur et à mesure que les particules solides s’accumulent, le matériau de captation, quel qu’il soit, se colmate et perd de l’efficacité. Ainsi, la prise en compte d’un tel facteur permet une représentation physique précise des phénomènes physiques mis en œuvre dans la captation. En particulier, le facteur d’atténuation peut déprendre d’une caractéristique de performances déterminée à l’étape 2 en l’occurrence, la concentration maximale de particules solides captées. L’atténuation de la captation est un phénomène difficile à mesurer au laboratoire, car il demande des essais de captation long. Il peut être caractérisé par analyse de données industrielles ou par modélisation numérique. Conformément à une mise en œuvre de l’invention, le modèle de captation peut s’écrire de la manière suivante : Avec z la distance depuis l’entrée du lit de captation (position verticale dans le lit de captation), j le type de particules solides, i la couche du lit de captation, C j la concentration en particules solides de type j, l’efficacité intrinsèque de filtration/captation des particules solides j dans la couche i, l’efficacité intrinsèque de filtration/captation des particules solides j à la distance z avec = lorsque z est dans la couche i, le facteur d’atténuation de la captation induite par le colmatage de la couche i. La détermination du facteur d’atténuation F ijz est avantageux pour la modélisation du processus de captation. En effet, la captation des particules solides, qui peut être quasiment totale en début de cycle de réacteur, s’atténue au fur et à mesure de l’accumulation des particules solides au sein du lit de captation, jusqu’à tendre vers une efficacité nulle. Le débit de particules sortant du lit de garde augmente donc progressivement durant le cycle, ce qui fait augmenter la perte charge dans le réacteur jusqu’à ce que la pression du réacteur atteigne sa pression d’usage maximal, induisant l’arrêt du réacteur. La modélisation du facteur F ijz conditionne donc en partie le résultat du modèle de captation. Lorsqu’une seule taille de particule j est considérée, on peut définir, pour un jeu de conditions opératoires données, une concentration maximale de particules j dans la couche i i captée, α ij , au-delà de laquelle =0. On peut concevoir que, en tout z, la concentration en particules solides captées à la distance z C jc (z) vaut 0 à t=0 puis augmente progressivement jusqu’à atteindre α ij . Durant cette augmentation progressive de C jc , la fonction F ij (z) passe progressivement de 1 à 0. Ensuite, la captation en z est nulle, et les particules solides j sont transportées en aval (dans le sens de circulation du fluide dans le lit de captation) pour être éventuellement captées si les valeurs locales de C jc n’ont pas atteint α ij . Selon une première variante de réalisation, le facteur d’atténuation F ij (z) peut être continu et passer de 1 à 0 en suivant la loi suivante : Avec C jc (z) la concentration en particules solides captées à la distance z, α ij une concentration maximale de particules j dans la couche i et β un paramètre. Si l’on considère une atténuation de la captation proportionnelle avec le colmatage du lit, alors β = 1. Si on considère plusieurs tailles de particules solides, la difficulté consiste à modéliser l’atténuation de la captation locale des particules solides j en présence d’autres particules solides. Le bouchage du matériau (d’une couche) par un type de particules solides impacte potentiellement la captation des autres types de particules solides. En fonction des particules solides à capter et des matériaux utilisés (c’est-à-dire des différentes couches), la modélisation du facteur d’atténuation varie et peut suivre des formalismes potentiellement différents. Selon une deuxième variante de réalisation, si l’on établit que les particules solides s’accumulent indifféremment dans un matériau (dans une couche) jusqu’à atteindre une concentration totale maximale données, le facteur d’atténuation peut s’exprimer de la manière suivante : Avec m le nombre de types de particules solides, C jc (z) la concentration en particules solides captées à la distance z, β un paramètre, α i est une valeur maximale de concentration de particules solides captées (toutes particules confondues). Si l’on considère une atténuation de la captation proportionnelle avec le colmatage du lit, alors β = 1. Selon une troisième variante de réalisation, si l’on considère que les particules solides contribuent toutes au bouchage, mais que la concentration maximale de particules solides captées dépend du type de particules, une autre expression du facteur d’atténuation peut possiblement être : Avec m le nombre de types de particules solides, C jc (z) la concentration en particules solides captées à la distance z, α ij une concentration maximale de particules solides j dans la couche i et β un paramètre. Si l’on considère une atténuation de la captation proportionnelle avec le colmatage du lit, alors β = 1. Cette solution sous-entend que certaines particules solides peuvent encore être captées en z même si d’autres ont déjà atteint leur valeur maximale. Selon une quatrième variante de réalisation, on peut considérer que si un type de particule solide atteint sa concentration captée maximale α ij , alors aucune particule solide ne peut être captée localement. Dans ce cas, le facteur d’atténuation peut s’écrire : Avec m le nombre de types de particules solides, C jc (z) la concentration en particules solides captées à la distance z, α ij une concentration maximale de particules solides j dans la couche i et β un paramètre. Si l’on considère une atténuation de la captation proportionnelle avec le colmatage du lit, alors β = 1. D’autres formalismes de lois d’atténuation peuvent être modélisés sans sortir du cadre de l’invention. 4. Application d’un modèle de perte de charge Lors de cette étape, pour chaque lit de captation de la liste de lits de captation déterminé à l’étape 2, on applique un modèle de perte de charge pour déterminer les pertes de charge dans le réacteur, en particulier dans les équipements réactifs du réacteur. Pour rappel les équipements réactifs du réacteur peuvent notamment être un lit de catalyseurs, appelé également lit catalytique. La détermination des pertes de charge dans le réacteur permet de déterminer l’efficacité du lit de captation. Le modèle de perte de charge relie la concentration en particules solides en sortie du lit de captation déterminé à l’étape 3 à la perte de charge du réacteur, en fonction notamment de données géométriques des équipements réactifs du réacteur et des conditions opératoires acquises à l’étape 1. En d’autres termes, le modèle de perte de charge a pour entrée une concentration en particules solides en sortie du lit de captation, et les données géométriques des équipements réactifs du réacteur, ainsi que les conditions opératoires, et le modèle de perte de charge a pour sortie les pertes de charge du réacteur (par exemple les pertes de charge du lit catalytique). De manière avantageuse, le modèle de perte de charge peut être un modèle numérique, ce qui facilite sa mise en œuvre sur plusieurs lits de captation de manière simple et rapide et sans expérimentation. Selon un mode de réalisation, le modèle de perte de charge peut déterminer en outre une durée de cycle du réacteur (par exemple du lit catalytique) avant d’atteindre une perte de charge maximale. Cette durée de cycle représente la durée entre deux arrêts du réacteur, notamment pour la maintenance, le remplacement ou la régénération des éléments du réacteur (par exemple du lit catalytique). Un exemple non limitatif de construction d’un modèle de perte de charge est décrit dans la suite. Toutefois, d’autres modèles de perte peuvent être mis en œuvre sans sortir du cadre de l’invention, par exemple le modèle de perte de charge décrit dans le document : « Narayan R, et al. Particle capture and plugging in packed-bed reactors. Ind Eng Chem Res 1997; 36: 4620–4627 ». L’étape 3 permet de déterminer la concentration de particules solides en sortie du lit de captation. Au moyen des conditions opératoires déterminées à l’étape 1, en particulier le débit volumique du fluide, on peut déduire, à chaque instant, une masse cumulée de particules solides sortant du lit de captation, et donc entrant dans les éléments réactifs du réacteur (par exemple le lit catalytique). Lorsque le fluide comprend plusieurs types de particules solides, on peut déterminer une masse cumulée de particules solides pour chaque type de particules solides. Puis, pour le mode de réalisation pour lequel le réacteur comprend un lit catalytique, en considérant que la montée de pression induite par le colmatage du lit catalytique est proportionnelle à la masse de particules solides sortant dans le lit de captation (ou entrant dans le lit catalytique) divisée par la section du réacteur : Avec t le temps, m le nombre de type de particules solides, est une constante, A la section du réacteur, la masse cumulée de particules solides j sortant du lit de captation en fonction du temps, et la surpression induite (donc la perte de charge) par le colmatage des particules solides entrant dans le réacteur. Ainsi, le modèle de perte de charge peut calculer la montée en pression dans le réacteur jusqu’à atteindre sa pression maximale de service (pression maximale prédéterminée pour ne pas endommagée le réacteur). Pour le mode de réalisation pour lequel le modèle de perte détermine la durée de cycle, on peut se servir du modèle (par exemple celui décrit ci-dessus) pour déterminer le temps t pour atteindre un prédéfini pour chaque lit de captation de la liste. 5. Détermination du lit de captation optimal Lors de cette étape, on détermine le lit de captation parmi la liste de lits de captation qui optimise un critère lié à la perte de charge déterminée à l’étape précédente. Il peut s’agir notamment du lit de captation qui minimise la perte de charge et/ou qui maximise la durée de cycle avant d’atteindre la pression maximale. En d’autres termes, on compare pour tous les lits de captation de la liste la perte de charge et/ou la durée de cycle, et le lit de captation déterminé (appelé également lit de captation optimal) est le lit de captation pour lequel le critère est optimal, par exemple pour lequel la perte de charge est minimale et/ou la durée de cycle est maximale. Par exemple, on peut minimiser la perte de charge pour une durée prédéterminée. Ainsi, on optimise le lit de captation en fonction des conditions opératoires, ce qui favorise l’efficacité du lit de captation, et par conséquent l’efficacité du réacteur (par exemple l’efficacité de la réaction de catalyse dans le lit catalytique). Ensuite, on construit le lit de captation optimal et on l’intègre au réacteur. En d’autres termes on construit un lit de captation optimal selon sa définition dans la liste : nombre de couches, hauteur des couches, matériaux des éléments couches, forme des éléments des couches, dimensions des éléments des couches, etc. Alternativement ou cumulativement, un critère d’optimisation peut également être la hauteur du lit de captation. En outre, l’invention concerne un réacteur qui comprend un lit de captation conçu au moyen d’une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes décrites ci-dessous. Un tel réacteur comprend notamment : Au moins une entrée pour un fluide, Au moins une sortie pour un fluide, Des éléments réactifs, pour générer une réaction physique et/ou chimique avec un fluide, par exemple un lit catalytique, Un lit de captation agencé entre une entrée du fluide et les éléments réactifs, dans le sens de circulation du fluide. Un tel réacteur est représenté sur la décrite précédemment. Selon un mode de réalisation, le réacteur peut être un réacteur en lit fixe, notamment un réacteur d’hydrotraitement, en particulier un réacteur d’hydrotraitement de coupes pétrolières ou de biomasse. Un tel réacteur peut comprendre un lit fixe de catalyseurs (appelé également lit catalytique) agencé en-dessous du lit de captation, dans la position de fonctionnement du réacteur, et le fluide peut avoir un mouvement descendant dans le réacteur. Le réacteur peut être également un réacteur de l’hydroraffinage, l’hydrocraquage, le reformage, l’alkylation, l’isomérisation, l’hydrogénation des huiles végétales ou tout réacteur analogue. Exemple d’application Les caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de l'exemple d'application ci-après. Pour cet exemple, on considère un réacteur d’hydrotraitement de coupe pétrolière de 4m de diamètre alimenté par un fluide d’hydrocarbure de densité 830 kg/m 3 et une viscosité de 0,2 Pa.s. Le réacteur est également alimenté par une phase gaz contenant principalement de l’hydrogène. Le réacteur fonctionne à 50 bars (5 MPa) et 350°C. Le réacteur fonctionne à une vitesse superficielle de liquide Vsl de 8mm/s, et une vitesse superficielle de gaz de Vsg=15cm/s. La charge liquide contient 4 tailles de particules solides de sulfure de fer FeS de 5, 20, 50, 100µm, de fraction volumique respective de 20%, 25%, 35%, 20%. Dans cet exemple, on met en œuvre cinq mousses céramiques poreuses, ayant pour principale différence des tailles d’alvéoles variables. Les porosités internes sont différentes mais restent proches les unes des autres. Les différences d’alvéoles sont classiquement exprimées par l’homme du métier en PPI pour « Pore per Inch », le nombre de pores (ou d’alvéoles) par inch dans la mousse. A noter que la mesure de PPI peut être elle-même sujette à discussion et dépendre d’un utilisateur à l’autre, c’est pourquoi on indique également la taille moyenne d’alvéoles, caractérisée par analyse tomographique (X-tomogrophy). Les caractéristiques des cinq mousses sont détaillées dans le tableau 1 Mousses Porosité interne PPI Diamètre alvéoles (m) M1 0,75 10 0,00765 M2 0,85 20 0,0045 M3 0,78 30 0,0024 M4 0,82 40 0,00195 M5 0,77 60 0,00135 On acquiert les caractéristiques de performances de ces mousses. Le tableau 2 fournit les efficacités intrinsèques initiales en m -1 pour différentes tailles de particules solides dp1 à dp4, obtenues expérimentalement. Mousses dp1 5µm dp2 20µm dp3 50µm dp4 100µm M1 0,16 0,21 0,25 0,29 M2 0,35 0,46 0,55 0,63 M3 0,61 0,81 0,97 1,11 M4 1,64 2,16 2,59 2,98 M5 3,14 4,14 4,97 5,71 Le tableau 3 fournit les concentrations maximales acquises de particules j dans la couche i pour chaque couple de mousse, particule (en kg/m3). Mousses dp1 5µm dp2 20µm dp3 50µm dp4 100µm M1 1815 1815 677,87 219,12 M2 2057 1874,3 563,41 181,24 M3 1887,60 1341,74 405,49 129,84 M4 1984,4 1148,09 348,76 111,18 M5 1863,4 773,7 237,34 75,02 En comparant ces deux tableaux, on remarque que : - plus les alvéoles de la mousse sont petites et plus elle est efficace ( grand), et - plus les particules à capter sont grosses et plus l’efficacité de captation est grande ( grand) Mais en contrepartie : - plus les alvéoles sont petites OU plus les particules sont grandes, plus faible sera la capacité de captation des particules ( petit) Autrement dit, si l’on compare deux mousses différentes, celles ayant les plus petites alvéoles aura l’efficacité de captation la plus grande en début d’utilisation, mais son efficacité va baisser plus vite que celle de la mousse avec les plus grosses alvéoles. Après un certain temps d’utilisation, les efficacités des deux mousses se croisent et la mousse aux grosses alvéoles va avoir l’efficacité la plus grande. On forme une liste de lits de captation. Au sein de cette liste, le lit de captation fait toujours 2m de haut. Cette liste comporte les lits de captation suivants : Une unique couche de 2m de la mousse M1, Une unique couche de 2m de la mousse M2, Une unique couche de 2m de la mousse M3, Une unique couche de 2m de la mousse M4, Une unique couche de 2m de la mousse M5, Quatre couches de 0,5m chacune des mousses M2, M3, M4 et M5, Deux couches de 1m chacune des mousses M3 et M4 Lorsque plusieurs mousses sont utilisées, elles sont combinées par ordre croissant dans la direction descendante (la couche de mousse Mi est au-dessus de Mj si i Dans cet exemple, il est proposé d’illustrer l’impact du choix du lit de garde pour maximiser la durée de fonctionnement avant que la pression dans le réacteur n’augmente de 1 bar (0,1 MPa). Le tableau 4 présente les durées de fonctionnement déterminés pour les différents lits de captation de la liste au moyen du procédé selon l’invention. Composition du lit de garde durée de fonctionnement (jours) 2m de mousse M1 73,5 2m de mousse M2 70,75 2m de mousse M3 87,75 2m de mousse M4 92,7 2m de mousse M5 73 0,5m de M2 + 0,5m de M3 + 0,5m de M4 + 0,5m de M5 92,91 1m de mousse M3 + 1m de mousse M4 98,47 La illustre, pour cet exemple, l’augmentation de la pression ΔP en bar en fonction de la durée d’utilisation D en jours. La courbe C1 correspond au lit de captation comprenant quatre couches de 0,5m de chacune des mousses M2, M3, M4 et M5, et la courbe C2 correspond au lit de captation comprend deux couches de 1m chacune des mousses M3 et M4. On remarque que le lit de captation avec deux couches de mousses M3 et M4 est celui qui permet de maximiser la durée d’utilisation avant d’atteindre une surpression de 1 bar (0,1 MPa). Un autre choix de surpression admissible, comme 0,4bar (0,04 MPa), aurait abouti à l’identification d’un lit de garde optimal différent, comme le montre par exemple la courbe C1 du lit de garde à 4 couches, qui fournit des performances supérieures en nombre de jours par rapport à la courbe C2. Ceci illustre qu’il n’existe pas de solution optimale universelle, et montre l’intérêt d’utiliser le procédé selon l’invention pour chaque condition opératoire. Ainsi, le procédé selon l’invention permet d’identifier que le lit de captation optimal pour les conditions opératoires de l’exemple, en termes de durée de fonctionnement (durée de cycle), est la combinaison des mousses M3 et M4 en proportions égales. Cette solution optimale n’est pas évidente et n’aurait pas pu être identifiée sans le procédé selon l’invention. Procédé de conception d’un lit de captation (5) de particules solides contenues dans un fluide, ledit lit de captation (5) étant agencé au sein d’un réacteur (1) pour capter des particules solides dudit fluide entrant dans ledit réacteur (1), caractérisé en ce qu’on met en œuvre les étapes suivantes : On acquiert (ACQ) des caractéristiques géométriques dudit réacteur, le débit dudit fluide dans ledit réacteur et la concentration en particules solides au sein dudit fluide ; On acquiert des caractéristiques géométriques et des caractéristiques de performances d’une liste de lits de captation (LIS) ; Pour chaque lit de captation de ladite liste (LIS), on applique un modèle de captation (MCA) qui relie la concentration en particules solides en sortie dudit lit de captation à la concentration acquise en particules solides dans ledit fluide en fonction desdites caractéristiques géométriques et des caractéristiques de performances dudit lit de captation ; Pour chaque lit de captation de ladite liste (LIS), on applique un modèle de perte de charge (MPC) qui relie la perte de charge dudit réacteur à la concentration déterminée en sortie dudit lit de captation en fonction desdites caractéristiques géométriques dudit réacteur et du débit acquis dudit fluide dans le réacteur ; et On détermine (DET) ledit lit de captation parmi ladite liste de lits de captation qui optimise un critère lié à la perte de charge, et on construit ledit lit de captation déterminé au sein dudit réacteur. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on construit ledit modèle de captation (MCA) au moyen d’une loi d’atténuation des particules. Procédé selon la revendication 2, dans lequel ladite loi d’atténuation des particules est fonction d’un facteur d’atténuation de la captation, ledit facteur d’atténuation dépend d’une concentration maximale de particules captée au sein dudit lit de captation (5). Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit lit de captation (5) comprend au moins une couche (6, 7), chaque couche comprend une épaisseur d’éléments dans un matériau. Procédé selon la revendication 4, dans lequel lesdites caractéristiques géométriques dudit lit de captation (5) sont choisies parmi la hauteur de chaque couche (6, 7), et le diamètre dudit lit de captation. Procédé selon l’une des revendications 4 ou 5, dans lequel lesdites caractéristiques de performances dudit lit de captation (5) sont choisies parmi une efficacité intrinsèque de filtration de chaque couche (6, 7), une concentration maximale de particules solide captée dans chaque couche (6, 7). Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite liste de lits (LIS) de captation est déterminée en fonction d’une hauteur disponible dans ledit réacteur (1). Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit critère optimisé est choisi parmi la perte de charge au bout d’une durée prédéterminée et/ou une durée de cycle dudit réacteur avant d’atteindre une perte de charge maximale, ladite durée de cycle étant déterminée par ledit modèle de perte de charge (MPC). Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite liste de lits de captation (LIS) est prédéterminée ou déterminée automatiquement. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit réacteur (1) est un réacteur en lit fixe, notamment un réacteur d’hydrotraitement, de préférence un réacteur d’hydrotraitement de coupes pétrolières ou de biomasse, ou un réacteur d’hydrocraquage, ledit réacteur comprenant un lit fixe de catalyseur agencé en-dessous dudit lit de captation.