FR 3151081 A1 20250117 FR 2307442 A 20230711 L’invention concerne une maille élémentaire de garnissage filaire en un matériau thermiquement conducteur, pour un appareil d’échange gaz-liquide, constituée par trois premiers fils (51, 52, 53) comprenant une extrémité supérieure commune (54) située au sommet d’un tétraèdre irrégulier, et s’étendant chacun verticalement jusqu’à une extrémité inférieure (57, 55, 56). Une de ces extrémités inférieures (55) est reliée à une extrémité supérieure commune (58) de trois seconds fils verticaux (59, 510, 511) située au sommet d’un tétraèdre régulier. Une partie inférieure (515) du premier fil (52) relié à l’extrémité supérieure commune (58) des trois seconds fils présente une première courbure, et une partie supérieure (516) de l’un des trois seconds fils (59) reliée à l’extrémité supérieure commune (58) des trois seconds fils présente une seconde courbure, inverse de la première courbure. La maille élémentaire comprend en outre au moins un élément en un matériau thermiquement conducteur orienté horizontalement (517). Figure pour l’abrégé : Figure 5 GARNISSAGE FILAIRE POUR UN APPAREIL D’ÉCHANGE GAZ-LIQUIDE À CAPACITÉ DE TRANSFERT THERMIQUE RADIALE L’invention a trait à un garnissage filaire, c’est-à-dire comprenant des fils, voire constitué par des fils, pour un appareil d’échange gaz-liquide tel qu’une colonne à distiller. Plus précisément, l’invention concerne tout d'abord une maille élémentaire, ou motif élémentaire, de garnissage filaire. L’invention a trait ensuite à un élément de garnissage comprenant ces mailles ou motifs élémentaires. L’invention concerne également un garnissage comprenant ces éléments de garnissage. L’invention a également trait à un procédé de préparation d’un garnissage selon l’invention. D’autres objets de l’invention sont un bloc de garnissage formé à base d’un garnissage selon l’invention, un interne pour colonne « HIDiC » constitué de plusieurs tels blocs de garnissage et une colonne avec un couplage thermique interne comprenant un tel interne. L’invention concerne aussi un appareil d’échange gaz-liquide comprenant un garnissage selon l’invention. Le domaine technique de l’invention peut, de manière générale, être défini comme celui des garnissages pour les appareils d’échange gaz/liquide comme les colonnes à distiller, les colonnes d’absorption (avec ou sans réaction chimique) et les colonnes de lavage de gaz. L’invention trouve en particulier son application dans les colonnes avec un couplage thermique interne, ou colonnes de distillation intégrée énergétiquement, dites colonnes « Heat Integrated Distillation Column » (« H I DiC ») en langue anglaise. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une colonne à garnissage, qu’il s’agisse d’une colonne à distiller ou autre, est une colonne qui est remplie d’éléments permettant d’augmenter la surface de contact entre une phase gazeuse et une phase liquide. Le garnissage crée une série d’obstacles sur le parcours du liquide et du gaz au sein de la colonne et permet : - d’augmenter la surface de contact entre les deux phases ; - d’augmenter le temps de séjour des deux phases dans la colonne et donc leur durée de contact ; - de créer un régime turbulent de la phase gaz, et de recirculation dans la phase liquide. L’efficacité d’une colonne à garnissage dépend de la surface du garnissage, du temps de contact entre les deux phases, gazeuse et liquide, et de l’hydrodynamique au sein de chaque phase. Ces phases doivent être mises en contact de façon homogène sur toute la longueur de la colonne et sur toute la section. Les colonnes à distiller peuvent être des colonnes à plateaux ou des colonnes à garnissage (« packing » en anglais) telles que définies plus haut. Les garnissages commercialisés actuellement sont de deux types, à savoir les garnissages structurés et les garnissages en vrac ou plus simplement garnissages. Ces deux types de garnissage reposent toutefois sur le même principe, à savoir un écoulement d’un film liquide sur une surface plane. Un des premiers garnissages structurés était constitué de feuilles, tôles ondulées. Les améliorations apportées à ces garnissages, et qui permettent d’accroître leurs performances, sont : - la modification de l'état de surface des tôles ondulées, la plupart du temps en ajoutant des aspérités ou des perforations qui vont créer des turbulences et améliorer la mouillabilité ; - l’usinage de lamelles constituées d'éléments vrillés équipés d'encoches ; - l’ajout de parois planes entre les tôles ondulées. Les tôles peuvent également être remplacées par des toiles tissées métalliques. Ces toiles tissées développent d'importantes surfaces de contact et augmentent ainsi l’efficacité de transfert de manière significative. Toutefois, il semble que ces garnissages nécessitent des fluides peu encrassants et une distribution liquide très homogène. En outre, ces garnissages se limitent à des lits de faible épaisseur car ils sont incapables de conserver une bonne distribution liquide sur une grande hauteur. Enfin, du fait de leur maillage très serré, ces garnissages constitués par des toiles tissées métalliques ont une faible capacité hydrodynamique. Pour ces raisons, ces garnissages ne sont pas ou peu utilisés à l’échelle industrielle, mais plutôt seulement à l’échelle pilote de laboratoire. Récemment, des garnissages constitués par des fils, et ayant généralement une structure grillagée (« lattice ») ont été proposés. En effet, l'écoulement de liquide, sous la forme d’un film, sur un fil faisant partie d’un garnissage, a une surface interfaciale supérieure à la surface géométrique du fil. En revanche, dans le cas des garnissages constitués par des plaques, la surface interfaciale de l’écoulement de liquide sur une plaque est plus ou moins égale à la surface géométrique (en négligeant les ondes à l’interface et les problèmes de mouillabilité). Ainsi, pour une même surface géométrique, la surface interfaciale est plus élevée pour un garnissage constitué par des fils, que pour un garnissage constitué par des plaques, dans le cas où toute la surface du fil est mouillée par le liquide. Ces garnissages constitués par des fils, et possédant généralement une structure grillagée, aussi appelés garnissages « lattices » filaires, peuvent posséder différentes géométries, notamment une géométrie à structure fractale créée par l’assemblage de tétraèdres réguliers ou une géométrie créée par l’assemblage de structures analogues à l’ADN (acide désoxyribonucléique). Ces garnissages filaires sont plus performants en termes de transfert de matière et de perte de charge que les garnissages structurés connus. Ainsi, le document FR-A1-3 113 610 décrit un garnissage filaire pour un appareil d’échange de matière, notamment un appareil d’échange gaz-liquide, tel qu’une colonne à distiller. Les fils de ce garnissage ont une section transversale dont la forme générale est une forme de polygone, au moins un des côtés dudit polygone étant concave et/ou convexe. Ces fils forment des structures élémentaires encore appelées structures de base qui sont répétées, assemblées dans l’espace pour former le garnissage. Les structures élémentaires peuvent être des polyèdres réguliers ou irréguliers. En particulier, le garnissage peut être constitué par des motifs de garnissage formés par l’assemblage vertical d’un tétraèdre régulier inferieur 11 et d’un tétraèdre irrégulier supérieur 12. La figure 5B du document FR-A1-3 113 610, ainsi que les présentes , et montrent un tel assemblage, dans lequel le tétraèdre du haut 12 est un tétraèdre irrégulier et les deux tétraèdres 11, 12 sont reliés par deux portions de fil incurvées, arrondies 13, 14. Autrement dit, le motif de garnissage comporte deux courbures (« spline s ») 13, 14 et les tétraèdres sont alors dénommés « t é traspline » (TS). Le motif de garnissage peut être appelé motif de garnissage TS, et le garnissage global peut être dénommé garnissage TS, que l’on peut décrire comme une structure à réseau périodique poreux composée des motifs de garnissage précédemment décrits. La structure TS est caractérisée par les paramètres géométriques énumérés ci-dessous et montrés sur les présentes , et : - dw : diamètre du fil (mm), généralement le même pour tous les fils, - l1 : longueur de l’arête dans le tétraèdre régulier inférieur (mm), - l2 : longueur de l’arête dans le tétraèdre irrégulier supérieur (mm), généralement égale à l1, - α1 : angle de la tangente de la courbure (“ spline ”) avec la verticale dans le tétraèdre régulier (°), fixé par exemple à 30°, - α2 : angle de la tangente de la courbure (“ spline ”) avec la verticale dans le tétraèdre irrégulier (°), fixé par exemple à 40°. La répétition des motifs élémentaires selon les axes e1, e2, et e3 montrés sur la donne un parallélépipède. Un bloc cylindrique de garnissage TS, tel que présenté sur la , peut alors être extrudé. La nomenclature utilisée pour les structures TS est la suivante : TS-X-dw-l1, où X est le matériau constituant les fils (par exemple PA pour polyamide, AI pour l’acier inoxydable 316L) et où dw et l1 ont déjà été définis plus haut. Le transfert de matière et la capacité hydrodynamique du garnissage filaire décrit dans le document FR-A1-3 113 610 sont bons. Toutefois, les performances en termes de transfert thermique, transfert de chaleur des colonnes à distiller comprenant un garnissage filaire, par exemple un garnissage filaire constitué de « tetrasplines » comme celui décrit dans le document FR-A1-3 113 610, sont très insuffisantes. En outre, si les garnissages filaires constitués de « tetrasplines » évitent les écoulements verticaux préférentiels du gaz dans les colonnes à distiller, notamment dans les colonnes « H I DiC », il s’est avéré que les garnissages filaires constitués de « tetrasplines » provoquaient cependant un écoulement préférentiel, mais cette fois latéral, du gaz. Par ailleurs, dans les industries de transformation de la matière et de l’énergie, et notamment dans l’industrie chimique, les coûts énergétiques sont principalement dus aux procédés de séparation qui sont généralement des procédés de séparation thermique, et la distillation reste l'un des plus importants procédés de séparation thermique dans l'industrie des procédés chimiques. Néanmoins, en dépit de ses nombreux avantages et de son utilisation largement répandue, l’inconvénient majeur de la distillation réside dans ses besoins énergétiques importants. En effet, la distillation peut générer plus de 50% du coût d'exploitation d’une installation. Elle représente à elle-seule 40% de l’énergie totale consommée par l’industrie chimique, et environ 3% de la demande énergétique mondiale. La réduction de la consommation énergétique des colonnes à distiller est donc un enjeu majeur dans le contexte énergétique actuel. La forte consommation énergétique actuelle des colonnes à distiller est couplée à un très faible rendement thermodynamique, compris entre 5 et 15%. En effet, dans une distillation classique, l’énergie est apportée au bouilleur à un haut niveau de température et retirée au condenseur à un bas niveau de température ce qui constitue une forte dégradation exergétique. Afin d’augmenter l’efficacité énergétique et/ou exergétique de ces colonnes, plusieurs solutions ont été proposées, à savoir : - une colonne avec re-compression de vapeur (CRV), - une colonne adiabatique, - deux colonnes avec un couplage thermique externe, - une colonne avec un couplage thermique interne, ou colonne de distillation intégrée énergétiquement, dite colonne de distillation intégrée énergétiquement (« Heat Integrated Distillation Column » en langue anglaise) (« HIDiC »). La colonne « HIDiC » couple les avantages de la colonne CRV et de la colonne adiabatique. Dans une colonne « HIDiC », la chaleur est transférée de la zone d’enrichissement chaude à une zone d’épuisement plus froide, conduisant à une évaporation graduelle tout au long de la zone d’épuisement, tout en gérant une condensation tout au long de la zone d’enrichissement. Afin de rendre cet échange thermique faisable, la zone d’enrichissement fonctionne à une pression supérieure à la zone d’épuisement. L’avantage d’une colonne « HIDiC » par rapport à une colonne CRV réside dans le saut de pression à réaliser qui est beaucoup plus faible dans une colonne « HIDiC » que dans une CRV ce qui minimise les coûts de ré-compression. Le principe des colonnes « HIDiC » est largement documenté et des exemples sont publiés dans la littérature qui montrent le gain attendu sur des mélanges tests. Les colonnes « HIDiC », du fait du type de garnissage qu’elles mettent en œuvre, peuvent permettre d’obtenir un transfert thermique d’une grande efficacité. En revanche, les colonnes « HIDiC », du fait, là aussi, du type de garnissage qu’elles mettent en œuvre, peuvent posséder une capacité de séparation très faible. Une colonne de type « HIDiC » est décrite dans le document WO-A1-2020/169934, qui a trait à un dispositif apte à réaliser un transfert thermique entre un premier et un deuxième fluide circulant respectivement de part et d’autre d’une paroi thermiquement conductrice. Ce dispositif comprend une première structure tridimensionnelle alvéolaire thermiquement conductrice apte à être traversée par le premier fluide et une deuxième structure tridimensionnelle alvéolaire thermiquement conductrice apte à être traversée par le deuxième fluide. La première structure tridimensionnelle alvéolaire et la deuxième structure tridimensionnelle alvéolaire sont situées de part et d’autre de ladite paroi et solidaires de ladite paroi, de sorte que le transfert thermique est réalisé du premier fluide vers le deuxième fluide à travers ladite paroi. Ledit dispositif peut être une colonne à distiller, notamment une colonne « HIDiC ». Dans le dispositif de ce document, le garnissage qui se présente sous la forme d’une mousse permet d’obtenir une excellente efficacité du transfert thermique, mais la capacité hydrodynamique de la colonne est très insuffisante. Il existe donc, au regard de ce qui précède, un besoin pour un garnissage pour un appareil d’échange gaz-liquide, tel qu’une colonne à distiller, qui possède, à l’instar du garnissage décrit dans le document FR-A1-3 113 610, d’excellentes propriétés de transfert de matière et une capacité de séparation élevée, mais qui possède aussi, au contraire de ce garnissage, des performances améliorées en termes de transfert thermique, transfert de chaleur, et qui en outre ne présente pas de chemins préférentiels d’écoulement, notamment de chemins préférentiels d’écoulement du gaz. Il existe aussi, au regard de ce qui précède, un besoin pour un garnissage pour un appareil d’échange gaz-liquide, tel qu’une colonne à distiller, notamment une colonne « H I DiC », qui possède, à l’instar du garnissage décrit dans le document WO-A1-2020/169934, d’excellentes propriétés de transfert thermique et de transfert de matière mais qui possède aussi, au contraire de ce garnissage, une capacité hydrodynamique élevée. Il existe encore un besoin pour un garnissage qui ne présente pas les inconvénients, défauts et désavantages des garnissages de l’art antérieur, tels que ceux décrits plus haut, et qui résolve les problèmes posés par les garnissages de l’art antérieur. Il existe enfin un besoin pour un tel garnissage qui puisse être fabriqué simplement, facilement, et à moindre coût, même s’il présente une forme complexe. Le but de la présente invention est de répondre, entre autres, à ces besoins. Ce but, et d’autres encore, sont atteints, conformément à l’invention, par une maille (ou motif) élémentaire de garnissage filaire en un matériau thermiquement conducteur, pour un appareil d’échange gaz-liquide et/ou de transfert thermique par exemple. Cette maille élémentaire comporte, de préférence est constituée par, trois premiers fils comprenant une extrémité supérieure commune située au sommet supérieur d’un premier tétraèdre irrégulier, lesdits trois premiers fils s’étendant chacun verticalement depuis ladite première extrémité supérieure, selon trois arêtes du premier tétraèdre, jusqu’à trois extrémités inférieures situées aux trois sommets inférieurs d’un triangle de base du premier tétraèdre. Une extrémité inférieure d’un desdits trois premiers fils est reliée à une extrémité supérieure commune de trois seconds fils, située au sommet supérieur d’un second tétraèdre régulier, lesdits trois seconds fils s’étendant chacun verticalement depuis ladite extrémité supérieure, selon trois arêtes du second tétraèdre, jusqu’à trois extrémités inférieures situées aux trois sommets inférieurs d’un triangle de base du second tétraèdre. Une partie inférieure dudit premier fil relié à l’extrémité supérieure commune des trois seconds fils présente une première courbure, et une partie supérieure de l’un des trois seconds fils reliée à l’extrémité supérieure commune des trois seconds fils présente une seconde courbure, inverse de la première courbure. La maille élémentaire comprend, en outre, au moins un élément en un matériau thermiquement conducteur orienté horizontalement. Les fils peuvent être aussi appelés brins ou tiges. La première courbure et la seconde courbure peuvent être appelées « splines ». Les matériaux définis comme étant des matériaux thermiquement conducteurs, aussi appelés matériaux conducteurs de la chaleur, sont connus de l’homme du métier. Par matériau thermiquement conducteur ou matériau conducteur de la chaleur, on entend généralement un matériau dont la conductivité thermique λ est de 20 à 400 W/m.K, de préférence de 160 à 400 W/m.K. La maille élémentaire de garnissage selon l’invention se différencie de la maille élémentaire décrite dans le document FR-A1-3 113 610 par la caractéristique selon laquelle elle comprend en outre au moins un élément en un matériau thermiquement conducteur orienté horizontalement. Il s’est avéré que la présence, dans la maille élémentaire de garnissage selon l’invention, d’au moins un élément en un matériau thermiquement conducteur orienté horizontalement améliorait grandement le transfert thermique d’un garnissage filaire dans lequel elle est intégrée, par rapport au garnissage du document FR-A1-3 113 610, et ce, sans dégrader le transfert de matière et la capacité hydrodynamique du garnissage. Autrement dit, dans un garnissage filaire comprenant la maille élémentaire de garnissage selon l’invention, de préférence entièrement formé de telles mailles élémentaires, et grâce audit au moins un élément en un matériau thermiquement conducteur orienté horizontalement, le transfert de matière est maintenu, la capacité est maintenue, voire considérablement accrue par rapport au garnissage en mousse du document WO-A1-2020/169934, et le transfert de chaleur est amélioré par rapport au garnissage du document FR-A1-3 113 610, mais aussi, de manière surprenante, vis-à-vis du garnissage du document WO-A1-2020/169934, alors même que les garnissages en mousse de ce document possèdent déjà d’excellentes propriétés de transfert thermique. La maille élémentaire de garnissage selon l’invention peut comprendre tout nombre d’éléments en un matériau thermiquement conducteur orientés horizontalement. Elle peut par exemple en comprendre deux, trois, quatre ou même cinq. Il n’existe aucune limitation sur la forme que peuvent prendre lesdits éléments en un matériau thermiquement conducteur orientés horizontalement. Dans la maille élémentaire selon l’invention, un tel élément en un matériau thermiquement conducteur orienté horizontalement peut relier entre eux deux desdits premiers fils, et/ou deux desdits seconds fils. Au moins un tel élément relie de préférence entre elles deux extrémités inférieures desdits premiers fils, et/ou deux extrémités inférieures desdits seconds fils. Ledit élément en un matériau thermiquement conducteur orienté horizontalement peut également, ou autrement, être disposé de telle sorte qu’il est capable de relier un desdits sommets de tétraèdre de la maille élémentaire, avec un sommet de tétraèdre d’une autre maille élémentaire, situé à la même hauteur dans un garnissage filaire dans la constitution duquel entrent ces mailles élémentaires. Chacun des éléments en un matériau thermiquement conducteur orientés horizontalement peut être choisi parmi les fils horizontaux droits, rectilignes, les fils horizontaux incurvés ou arrondis, aussi appelés arcs, les plaques verticales, les fils horizontaux droits, rectilignes, supportés chacun par des demi-plaques verticales, et les fils horizontaux droits, rectilignes s’étendant de part et d’autre des sommets des tétraèdres et supportés symétriquement de part et d’autre de ces sommets par des quarts de plaques verticaux. Les arcs peuvent être convexes ou concaves dans le sens vertical. Là-aussi, les fils peuvent être aussi appelés brins ou tiges. L’invention a trait, en outre, à un élément de garnissage filaire comprenant, de préférence constitué par, l’assemblage de deux mailles élémentaires telles que décrites plus haut, superposées verticalement, une desdites mailles ayant subi une rotation de 180° par rapport à un axe vertical, par rapport à l’autre desdites mailles. L’élément de garnissage selon l’invention possède toutes les propriétés avantageuses des mailles élémentaires qui le constituent et qui ont déjà été décrites plus haut. De plus, la rotation d’une des mailles par rapport à l’autre de 180° permet de maîtriser l’écoulement, notamment l’écoulement du gaz, dans le garnissage filaire dans lequel cet élément de garnissage est intégré, et d’éviter tous les écoulements préférentiels, notamment les écoulements latéraux de gaz tels que ceux qui se produisent dans le garnissage faisant l’objet du document FR-A1-3 113 610. Ainsi, l’élément de garnissage selon l’invention comprend, de préférence consiste en, deux mailles élémentaires comprenant chacune deux motifs de type « Tetraspline », soit au total quatre motifs de type « Tetraspline ». Une première caractéristique de l’élément de garnissage filaire selon l’invention, à savoir la présence de mailles élémentaires avec au moins un élément en un matériau thermiquement conducteur orienté horizontalement, permet d’améliorer grandement le transfert thermique du garnissage filaire dans lequel il est intégré, tout en conservant, voire en améliorant, le transfert de matière et la capacité hydrodynamique du garnissage. Une seconde caractéristique, à savoir la rotation de 180° des deux mailles élémentaires l’une par rapport à l’autre, apporte quant à elle une solution au problème des écoulements préférentiels, notamment des écoulements préférentiels de gaz. La combinaison de ces deux caractéristiques améliore de plus le transfert de matière. L’assemblage des deux mailles élémentaires peut être réalisé au niveau de toute zone de la maille élémentaire supérieure et de toute zone de la maille élémentaire inférieure, la maille élémentaire supérieure étant définie comme la maille élémentaire située au-dessus de l’autre maille élémentaire selon l’axe vertical, et la maille élémentaire inférieure étant définie comme la maille élémentaire située au-dessous de l’autre maille élémentaire selon l’axe vertical. A titre d’exemple, la maille élémentaire inférieure peut être assemblée à la maille élémentaire supérieure par liaison d’une extrémité inférieure d’un second fil vertical du second tétraèdre (tétraèdre inférieur) de la maille élémentaire supérieure, au sommet supérieur du premier tétraèdre (tétraèdre supérieur) de la maille élémentaire inférieure. Les éléments en un matériau thermiquement conducteur orientés horizontalement peuvent également, ou autrement, être connectés avec ceux d’une autre maille élémentaire. L’invention a également trait à un garnissage filaire comprenant, de préférence constitué de, l’assemblage de plusieurs éléments de garnissage tels que décrits plus haut. Le garnissage filaire (global, complet) selon l’invention, comprenant l’assemblage de plusieurs éléments de garnissage, peut notamment avoir une forme cylindrique, qui est la forme la plus courante des appareils dans lesquels le garnissage filaire selon l’invention peut être utilisé. Ce garnissage présente une capacité de transfert thermique radiale. Il est notamment particulièrement optimal pour l’intégration énergétique / le transfert thermique. L’invention a également trait à un procédé de préparation d’un garnissage filaire selon l’invention tel que décrit plus haut, selon lequel le garnissage filaire est fabriqué par une technique de fabrication additive, de préférence par une technique de fusion laser. La technique de fusion laser est la technique de fabrication préférée car elle permet d’obtenir la finesse requise pour les applications recherchées. L’invention concerne aussi un bloc de garnissage comprenant un corps formé en garnissage filaire selon l’invention, ledit bloc de garnissage étant de préférence un bloc de garnissage cylindrique circulaire pour une colonne « HIDiC » concentrique cylindrique circulaire, typiquement constituée par l’assemblage vertical de plusieurs blocs de garnissage cylindrique circulaires. Le corps dudit bloc de garnissage est de forme cylindrique circulaire et est défini respectivement par une section droite supérieure et une section droite inférieure. Il est traversé par une paroi verticale interne cylindrique circulaire s’étendant entre cette section droite supérieure et cette section droite inférieure et comportant un bord supérieur au niveau de ladite section droite supérieure. Des orifices verticaux cylindriques circulaires traversent ledit corps entre ladite section droite supérieure et ladite section droite inferieure, de préférence au niveau de la paroi verticale interne cylindrique circulaire. Le bord supérieur de la paroi verticale interne cylindrique circulaire est en outre pourvu d’une gorge destinée à recevoir un joint d’étanchéité. Ce bloc de garnissage peut être fabriqué par une technique de fabrication additive, par exemple par une technique de fusion laser, le garnissage et la paroi verticale interne cylindrique circulaire étant de préférence formés simultanément. Dans des modes de réalisation particulièrement préférés de l’invention, le garnissage et la paroi verticale interne cylindrique circulaire sont en outre formés en monobloc. Une telle caractéristique permet avantageusement d’obtenir des performances thermiques particulièrement bonnes, notamment car le bloc de garnissage obtenu est alors dépourvu de ponts thermiques, contrairement aux blocs de garnissage de l’art antérieur dans lesquels le garnissage et la paroi verticale interne cylindrique circulaire sont constitués de deux pièces distinctes assemblées l’une à l’autre. Avantageusement, une résine peut être en outre placée dans la gorge du bord supérieur de la paroi verticale interne cylindrique circulaire, de préférence sous le joint, pour pallier la rugosité, due par exemple à une fabrication additive et éviter une opération d’usinage compliquée. Avantageusement, des index ou repères peuvent être prévus au niveau de la section droite cylindrique supérieure du corps formé en garnissage filaire, notamment au niveau du bord supérieur de la paroi verticale interne cylindrique, afin de maitriser la rotation d’un bloc par rapport à un autre bloc, et assurer la continuité géométrique, lors de l’assemblage des blocs de garnissage les uns aux autres pour former la colonne. L’invention a trait, en outre, à un interne pour une colonne « HIDiC » concentrique cylindrique circulaire, constitué par l’assemblage vertical de plusieurs blocs de garnissage selon l’invention, tels que définis plus haut, de forme cylindrique circulaire, un joint d’étanchéité étant placé dans la gorge d’au moins un desdits blocs de garnissage, de préférence de chacun desdits blocs, et l’assemblage étant assuré par : - des tiges filetées, au moins à l’une de leurs extrémités, de préférence au moins à leurs deux extrémités opposées, traversant l’ensemble desdits blocs de garnissage et placées dans les orifices verticaux cylindriques circulaires de chacun desdits blocs de garnissage, de sorte à les assembler les uns aux autres selon l’axe des tiges ; - et des boulons de serrage montés sur ces tiges filetées, en prise avec le ou les filetages de ces dernières, de sorte à verrouiller l’assemblage desdits blocs de garnissage. La gorge combinée au joint d’étanchéité d’un bloc de garnissage donné assure l’étanchéité de l’assemblage au bloc de garnissage disposé immédiatement au-dessus, tandis que les tiges filetées et les boulons de serrage associés assurent la tenue à la pression de cet assemblage. L’invention concerne aussi un appareil d’échange gaz-liquide comprenant un garnissage filaire selon l’invention, en particulier un assemblage, notamment vertical, de blocs de garnissage selon l’invention, et plus particulièrement un interne selon l’invention. Cet appareil d’échange gaz-liquide peut être choisi parmi les colonnes à distiller, les colonnes d’absorption, les colonnes de stripping et les échangeurs thermiques. En particulier, cet appareil d’échange gaz-liquide peut être une colonne avec un couplage thermique interne, également nommée colonne de distillation intégrée énergétiquement, dite colonne « Heat Integrated Distillation Column » (« HIDiC ») en langue anglaise, de préférence une colonne « HIdi C » concentrique. Ces appareils d’échange gaz-liquide peuvent être des appareils déjà existant dans lesquels le garnissage filaire selon l’invention peut remplacer un garnissage ancien aux performances moindres, ou des appareils nouveaux. Les appareils d’échange gaz-liquide mettant en œuvre un garnissage filaire selon l’invention peuvent aussi être nommés, par simplification, « colonnes à garnissage ». Un objet de l’invention est en particulier une colonne avec un couplage thermique interne, également nommée colonne de distillation intégrée énergétiquement, dite colonne « Heat Integrated Distillation Column » en langue anglaise (« HIDiC »), de préférence une colonne « HIdi C » concentrique, comprenant un interne selon l’invention, tel que défini plus haut, et une paroi verticale externe cylindrique à l’intérieur de laquelle est disposé cet interne. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation particuliers. Cette description est donnée à titre illustratif et non limitatif et est faite en relation avec les dessins joints. La est une vue en perspective en 3 dimensions (3D) d’une maille de garnissage « T e tra sp line », montrant les axes de répétition e1, e2, et e3. La est une vue en coupe latérale dans le plan XZ d’une maille de garnissage « Tetraspline », montrant le diamètre dw et l’axe e3. La est un croquis en coupe latérale dans le plan XZ d’une maille de garnissage « Tetraspline », montrant les angles de courbure (« spline ») et les longueurs l1 et l2 des fils, brins des tétraèdres. La montre un bloc cylindrique formé d’un garnissage TS. La est une vue en perspective en 3D qui montre un exemple d’une première forme de réalisation d’une maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, dans laquelle les éléments orientés horizontalement sont des fils ou brins horizontaux incurvés. La est une vue en perspective en 3D qui montre un exemple d’une deuxième forme de réalisation d’une maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, dans laquelle les éléments orientés horizontalement sont des plaques verticales. La est une vue en perspective en 3D qui montre un autre exemple de la deuxième forme de réalisation d’une maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention. La est une vue en perspective en 3D qui montre un exemple encore différent de la deuxième forme de réalisation d’une maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention. La est une vue en perspective en 3D qui montre un exemple d’une troisième forme de réalisation d’une maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, dans laquelle la maille élémentaire comprend un fil supplémentaire (il s’agit alors d’une maille élémentaire « Pentaspline » (PS)) et cette maille élémentaire comprend des éléments horizontaux supplémentaires. La est une vue en perspective en 3D qui montre un exemple d’une quatrième forme de réalisation d’une maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, dans laquelle les éléments orientés horizontalement sont des tiges ou brins horizontaux droits, rectilignes, supportés chacun par des demi-plaques verticales. La est une vue en perspective en 3D qui montre un exemple d’une cinquième forme de réalisation d’une maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, dans laquelle les éléments orientés horizontalement sont constitués par des tiges horizontales droites s’étendant de part et d’autre des sommets des tétraèdres et supportés symétriquement de part et d’autre de ces sommets par des quarts de plaques verticaux. La est une vue dans le plan XZ de la maille élémentaire de garnissage de la . La est une vue en coupe partielle d’un exemple encore différent de la cinquième forme de réalisation d’une maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, dépourvue de filet. La montre, dans le plan XZ, une géométrie d’un garnissage TS classique avec une répétition verticale des motifs élémentaires TS selon un axe incliné e3 et une répétition horizontale selon l’axe X. La montre, dans le plan XZ, une géométrie d’un garnissage filaire selon l’invention comprenant l’assemblage de mailles élémentaires TS, formé de la répétition périodique, selon les axes X et Z, de l’assemblage de deux mailles élémentaires dont l’une a subi une rotation de 180 degrés par rapport à l’autre selon l’axe Z. La est une vue en perspective 3D qui montre un élément de garnissage filaire selon l’invention, comprenant deux mailles élémentaires selon le cinquième mode de réalisation de l’invention décrit plus bas, la maille inférieure ayant subi une rotation de 180° par rapport à l’axe vertical Z. La montre un bloc de garnissage selon l’invention pour une colonne « H I DiC » concentrique cylindrique circulaire. La montre des constituants d’un bloc de garnissage selon l’invention, pour colonne « HIDiC » concentrique cylindrique circulaire, plus particulièrement, en a/ une vue en perspective de la paroi verticale interne cylindrique circulaire de ce bloc de garnissage, et en b/ une vue en perspective coupée au 1/4 de ce bloc de garnissage. La illustre l’assemblage, pour constituer un interne selon l’invention, des parois verticales internes cylindriques circulaires de deux blocs de garnissage selon l’invention, en perspective coupée au 1/4. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS En référence à la , la maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, en un matériau thermiquement conducteur, pour un appareil d’échange gaz-liquide, comporte trois premiers fils 51, 52, 53 comprenant une extrémité supérieure commune 54 située au sommet supérieur d’un premier tétraèdre irrégulier, lesdits trois premiers fils 51, 52, 53 s’étendant chacun verticalement depuis ladite première extrémité supérieure commune 54, selon trois arêtes du premier tétraèdre, jusqu’à trois extrémités inférieures respectivement 57, 55, 56 situées aux trois sommets inférieurs d’un triangle de base du premier tétraèdre, une extrémité inférieure 55 d’un desdits trois premiers fils (référencé 52 sur la ) étant reliée à une extrémité supérieure commune 58 de trois seconds fils 59, 510, 511 située au sommet supérieur d’un second tétraèdre régulier, lesdits trois seconds fils 59, 510, 511 s’étendant chacun verticalement depuis ladite extrémité supérieure commune 58, selon trois arêtes du second tétraèdre, jusqu’à trois extrémités inférieures respectivement 514, 512, 513 situées aux trois sommets inférieurs d’un triangle de base du second tétraèdre. Une partie inférieure 515 du premier fil 52, reliée à l’extrémité supérieure commune 58 des trois seconds fils 59, 510, 511, présente une première courbure, et une partie supérieure 516 de l’un des trois seconds fils (référencé 59 sur la ), reliée à l’extrémité supérieure commune 58 des trois seconds fils, présente une seconde courbure, cette seconde courbure étant inverse de la première courbure. La maille élémentaire comprend en outre au moins un élément en un matériau thermiquement conducteur 517, orienté horizontalement. La maille élémentaire de garnissage filaire, également nommée motif élémentaire de garnissage filaire, selon l’invention peut être définie comme un motif élémentaire de garnissage TS, tel que décrit plus haut et sur les figures 1, 2, et 3, dont la structure a été modifiée en y ajoutant un ou plusieurs éléments orientés horizontalement qui améliorent le flux thermique radial, tels que des brins, fils, horizontaux ou des plaques verticales. L’addition des éléments orientés horizontalement ne dégrade pas les propriétés hydrodynamiques du garnissage filaire. La description qui a été faite plus haut des motifs élémentaires de garnissage TS s’applique aussi aux motifs élémentaires selon l’invention. Toutefois, au contraire des motifs décrits dans le document FR-A1-3 113 610, la forme de la section des fils des motifs élémentaires selon l’invention peut être quelconque, et n’est pas limitée à une forme de polygone, au moins un des côtés du polygone étant concave et/ou convexe. La forme de la section des fils des motifs élémentaires selon l’invention peut être notamment une forme de cercle, d’ellipse, de polygone. En outre, les motifs élémentaires selon l’invention comprennent un ou plusieurs éléments orientés horizontalement 517 que ne comportent pas les motifs élémentaires TS. Les paramètres définissant les mailles élémentaires selon l’invention sont donc les suivants, comme montré sur la , la et la : - dw : plus grande dimension de la section des fils disposés selon les arêtes des tétraèdres, par exemple diamètre des fils (mm), généralement le même pour tous les fils, généralement de 0,5 à 3,0 mm, de préférence de 1,5 à 3,0 mm ; - l1 : longueur de l’arête dans le tétraèdre régulier inférieur (mm), généralement de 7 à 20 mm, de préférence de 12 à 16 mm ; - l2 : longueur de l’arête dans le tétraèdre irrégulier supérieur (mm), généralement égale à l1, généralement de 7 à 20 mm, de préférence de 12 à 16 mm ; - α1 : angle de la tangente du “ spline ” (courbure) avec la verticale dans le tétraèdre régulier (°), généralement de 30 à 40°, par exemple 30° ; - α2 : angle de la tangente du “ spline ” (courbure) d’un seul brin avec la verticale dans le tétraèdre irrégulier (°), généralement de 30 à 50°, par exemple par exemple 40°. De préférence, les angles α1 et α2 sont différents, par exemple α2 = α1 + 10°. Les éléments orientés horizontalement peuvent prendre diverses formes. Selon une première forme de réalisation de la maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, dont un exemple est montré sur la , les éléments orientés horizontalement peuvent être des fils, tiges ou brins horizontaux incurvés 517, autrement dit des arcs, de préférence des arcs concaves orientés vers le haut. Sur la , la tangente de l’arc forme un angle de 45° avec l’horizontale. Le diamètre des fils des brins horizontaux est le même que celui des fils du motif élémentaire TS disposés selon trois arêtes de tétraèdres. Sur la , trois brins horizontaux 517 ont été ajoutés par maille élémentaire. Deux brins horizontaux sont placés dans le tétraèdre supérieur et relient chacun deux sommets inférieurs, respectivement au niveau des extrémités inférieures 55, 56, et 55, 57, des fils du tétraèdre du haut, et le troisième est placé dans le tétraèdre du bas et relie deux sommets inférieurs au niveau des extrémités inférieures 512, 513 des fils du tétraèdre du bas. Les brins horizontaux 517 sont placés de manière à répéter la symétrie de la maille élémentaire. Tout autre nombre de brins horizontaux peut être prévu selon l’invention, en particulier un nombre de 4 ou plus. Lesdits fils, tiges ou brins horizontaux 517 sont de préférence incurvés. Ils peuvent avoir une plus grande dimension de la section, par exemple un diamètre, comprise entre 1,5 et 3 mm. Selon une deuxième forme de réalisation de la maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, dont des exemples sont montrés sur la , la et la , les éléments orientés horizontalement peuvent être des plaques verticales 61, 71, 72, 81, 82. Les plaques verticales améliorent le transfert thermique radial sans trop affecter les performances (capacité) hydrodynamiques de la géométrie TS. Le flux de chaleur est meilleur du fait de l‘orientation des plaques verticales et de la surface supplémentaire. De plus, l’écoulement de vapeur n’est pas perturbé de manière importante. L’épaisseur, le nombre, et le positionnement des plaques verticales peuvent varier. De manière générale, l’épaisseur des plaques peut aller de 0,3 mm à 2 mm, notamment être d’environ 0,5 mm. Le nombre des plaques verticales est généralement de 1 à 3, notamment 2. Il n’est pas avantageux d’ajouter plus de trois plaques car cela encombrerait la géométrie, créerait une chute de pression importante et augmenterait la probabilité d’un engorgement (« flooding ») prématuré de la colonne garnie à base de telles mailles élémentaires. Dans tous les cas, les plaques sont conçues de façon à épouser la même courbure (« spline ») que les fils du motif élémentaire TS. Deux types de positionnement des plaques verticales peuvent être distingués. Un premier type de positionnement, dont des exemples sont montrés sur la et la , est un positionnement entre deux mailles élémentaires adjacentes. En d’autres termes, chaque plaque 61, 71, 72 remplit l’espace entre deux fils appartenant à des mailles élémentaires différentes. Ce premier positionnement est meilleur d’un point de vue hydrodynamique car les plaques n’ajoutent pas d’obstacles supplémentaires à l’écoulement du gaz. Le flux de gaz est orienté latéralement, mais la perte de charge n’est pas affectée. La et la ne montrent qu’une seule des deux mailles élémentaires. La maille élémentaire montrée sur la ne comprend qu’une seule plaque verticale 61 fixée à un des fils 513 du tétraèdre du bas de la maille élémentaire TS, avec une épaisseur par exemple de 0,5 mm, 1 mm, ou 2 mm. Dans la maille élémentaire montrée sur la , outre une première plaque 71 dans le tétraèdre du bas, une seconde plaque 72, avec une épaisseur par exemple de 0,5 mm, est ajoutée dans le tétraèdre du haut. Un second type de positionnement, montré sur la , est un positionnement des plaques 81, 82 entre deux fils de la même maille élémentaire TS. Selon une troisième forme de réalisation de la maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, dont un exemple est montré sur la , la maille élémentaire peut comprendre un premier fil vertical supplémentaire et/ou un second fil vertical supplémentaire (il s’agit alors d’une maille élémentaire « Pentaspline » (PS), c’est-à-dire une maille en 3 dimensions à 5 faces, et non plus « Tetraspline » TS)). Cette maille élémentaire peut comprendre en outre un ou plusieurs éléments horizontaux supplémentaires, par exemple sous la forme d’arcs, tels déjà décrits plus haut en référence à la . Ainsi, la maille élémentaire montrée sur la comporte deux pentaèdres réguliers 91, 92 avec des arêtes formées de fils de même longueur, par exemple de 15,35 mm, et de même diamètre, par exemple de 2,25 mm. Cette maille élémentaire comprend en outre deux éléments horizontaux 93, 94 reliant respectivement deux sommets du pentaèdre du haut et deux sommets du pentaèdre du bas. L’angle des courbes (« spline ») avec l’axe vertical Z est de 35° pour tous les fils de la maille élémentaire TS. Cet angle est choisi pour que la porosité soit de 90%. Selon une quatrième forme de réalisation de la maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, dont un exemple est montré sur la , les éléments orientés horizontalement sont des fils, tiges ou brins horizontaux droits, rectilignes, supportés chacun par des demi-plaques verticales. Ce quatrième mode de réalisation est une combinaison des premier et deuxième modes de réalisation décrits plus haut. La raison pour utiliser une demi-plaque est que la structure est ainsi moins encombrée et que le flux thermique est moins dispersé. De plus, le changement causé sur l’écoulement de fluide est faible car les brins horizontaux sont ajoutés entre les fils de deux mailles élémentaires TS adjacentes. Dans le mode de réalisation représenté sur la , trois tiges horizontales droites 101, 102, 103, supportées par des demi-plaques verticales 104, 105, 106, sont ajoutées à la maille élémentaire TS. Le diamètre des fils verticaux de la maille élémentaire TS est par exemple choisi à 2,25 mm, conférant à la maille élémentaire de bonnes performances hydrodynamiques et de séparation, ainsi qu’un meilleur mouillage. De manière générale, lesdits fils, tiges ou brins horizontaux droits peuvent avoir une plus grande dimension de la section des fils, par exemple un diamètre, de 1,0 à 3,0 mm, cette plus grande dimension pouvant être constante ou variable selon l’axe des brins. Le diamètre des tiges horizontales droites 101, 102, 103 est de préférence égal ou inférieur à celui de fils verticaux, de sorte à limiter la densité de solide de la structure et à maximiser son taux de porosité. Ce diamètre est par exemple de 2 mm, ce qui est légèrement inférieur au diamètre des fils, brins de la maille élémentaire TS qui est par exemple de 2,25 mm. Un tel diamètre de 2 mm permet en outre d’éviter des détails superflus et des points d’intersection gênants entre les tiges et les fils, brins. Comme le montre la , la forme de la demi-plaque supérieure 104 rend la structure légèrement asymétrique. L’épaisseur des demi-plaques peut aller de 0,3 mm à 2 mm, de préférence être d’environ 0,5 mm. De manière générale, pour chacune des formes de réalisation ici décrites, le nombre, le positionnement et/ou le diamètre/l’épaisseur des brins horizontaux/plaques ou demi-plaques verticales, peuvent varier. Selon une cinquième forme de réalisation de la maille élémentaire de garnissage filaire selon l’invention, dont des exemples sont montrés sur la , la et la , les éléments orientés horizontalement sont constitués par des tiges horizontales droites, rectilignes 111, 112, 113 s’étendant de part et d’autre des sommets des tétraèdres et supportées symétriquement de part et d’autre de ces sommets par des quarts de plaques verticaux respectivement 114 et 115, 118 et 119, 116 et 117. Sur la , la et la , la maille élémentaire comprend trois tiges horizontales droites 111, 112, 113, à savoir deux tiges horizontales droites 112, 113 au sommet du tétraèdre du bas et une tige horizontale droite 111 au sommet du tétraèdre du haut. La différence principale par rapport au quatrième mode de réalisation est que cette géométrie est symétrique par rapport au plan vertical (XZ), comme on peut notamment le voir la . L’utilisation de quart de plaques rend la géométrie moins encombrée. De plus, les passages préférentiels pour le gaz sont limités du fait de la symétrie. Les quarts de plaque, tels que représentés sur les figures, sont de préférence de forme triangulaire. Alternativement, ils peuvent présenter une forme en arc de cercle. Dans cette configuration, de manière générale, lesdits fils, tiges ou brins horizontaux droits peuvent avoir une plus grande dimension de la section, par exemple un diamètre, de 1,5 à 3,0 mm. Par exemple, les tiges, brins horizontaux 111, 112, 113 peuvent avoir un diamètre de 1,5 mm. De manière générale, l’épaisseur des quarts de plaques peut aller de 0,3 mm à 2 mm, de préférence de 0,5 mm à 2 mm. L’épaisseur des quarts de plaques peut par exemple être de 0,5 mm. Le rôle principal des quarts de plaques est de supporter les tiges, brins horizontaux, c’est pourquoi leur volume est avantageusement limité, puisqu’il s’agit de quart de plaques. Un autre avantage des quarts de plaques est l’augmentation de la surface. Un filet 121, par exemple de 1,5 mm de diamètre, peut être ajouté entre les quarts de plaques et les tiges, brins horizontaux, comme cela est montré sur la , à titre d’exemple, entre la tige 113 et les quarts de plaques 116, 117. Ce filet 121 est un arrondissement des bords entre les tiges, brins horizontaux et les quarts de plaques verticaux qui les supportent. De tels filets rendent la structure plus aérodynamique par comparaison avec la même structure mais sans filet, montrée sur la . Comme mentionné plus haut, lors de la description de la géométrie d’un garnissage TS classique, cette géométrie ne comporte pas une répétition verticale des motifs élémentaires selon l’axe Z, mais selon un axe incliné e3, comme montré sur la . Chaque rectangle tracé sur la représente un motif élémentaire classique TS qui est périodique selon X, Y et e3. Lorsqu’une maille élémentaire est répétée deux fois verticalement, selon l’axe incliné e3, et que l’on fait subir à l’une de ces mailles une rotation de 180° par rapport à l’autre maille selon l’axe Z, on crée alors un élément de garnissage filaire comprenant l’assemblage de deux mailles élémentaires agencées verticalement l’une par rapport à l’autre, une desdites mailles élémentaires ayant subi une rotation de 180° par rapport à un axe vertical, comme illustré sur la . Chaque rectangle tracé sur la représente un élément de garnissage filaire selon l’invention, qui est périodique selon X, Y, et Z. C’est une rotation de ce type qui est réalisée dans les éléments de garnissage filaire selon l’invention, qui comprennent cependant, non pas des mailles élémentaires TS, mais des mailles élémentaires selon l’invention, comprenant des éléments orientés horizontalement. Un élément de garnissage filaire selon l’invention, comprenant deux mailles élémentaires selon le cinquième mode de réalisation décrit plus haut, la maille inférieure ayant subi une rotation de 180° par rapport à l’axe Z, est montré sur la . On y observe les constituants d’une première maille élémentaire selon l’invention (maille supérieure), notamment les brins horizontaux 111, 112, 113 et les quarts de plaques verticaux respectivement 114 et 115, 118 et 119, 116 et 117, qui les supportent ; ainsi que les constituants d’une deuxième maille élémentaire selon l’invention (maille inférieure), notamment les brins horizontaux 111’, 112’, 113’ et les quarts de plaques verticaux respectivement 114’ et 115’, 118’ (le quart de plaque 119’ n'étant pas visible sur la figure), 116’ et 117’, qui les supportent. Dans l’exemple de réalisation représenté sur la , la maille inférieure est assemblée à la maille supérieure par liaison d’une extrémité inférieure 514 d’un second fil vertical 52 du second tétraèdre (tétraèdre inférieur) de la maille élémentaire supérieure, au sommet supérieur 54’ du premier tétraèdre (tétraèdre supérieur) de la maille élémentaire inférieure. Un tel mode de réalisation n’est toutefois nullement limitatif de l’invention. Pour préparer le garnissage filaire complet, final selon l’invention, on répète les éléments de garnissage filaire décrits plus haut jusqu’à obtenir une pièce de section rectangulaire qui peut ensuite être soumise à un découpage pour obtenir le garnissage filaire complet final correspondant à la géométrie de l’appareil d’échange, par exemple correspondant à la géométrie de la section de la colonne dans laquelle le garnissage filaire est à intégrer. Le garnissage filaire peut être réalisé par impression 3D. Le garnissage filaire selon l’invention peut être un garnissage filaire pour une colonne « H I DiC » concentrique cylindrique circulaire constituée par l’assemblage vertical de plusieurs blocs de garnissage filaire cylindriques circulaires. La montre un de ces blocs de garnissage filaire avant assemblage. Le bloc de garnissage 170 comprend un corps 176 formé d’un garnissage filaire conforme à l’invention tel que décrit ci-dessus. Ce corps 176 est de forme cylindrique circulaire et est défini, délimité, par une section droite supérieure 171 et une section droite inférieure 177 (face du dessous dans la représentation de la ). Le corps 176 est traversé par une paroi verticale interne cylindrique circulaire 172 s’étendant entre sa section droite supérieure 171 et sa section droite inférieure 177. Cette paroi verticale interne cylindrique circulaire, nommée ci-après paroi interne, 172 est montrée seule en a/ sur la . Elle comporte un bord supérieur 178, situé au niveau de la section droite supérieure 171 du corps 176, et un bord inférieur opposé 179, situé au niveau de la section droite inférieure 177 du corps 176. Le bord supérieur 178 est pourvu d’une gorge 173 destinée à recevoir un joint d’étanchéité. La paroi interne 172 présente une face interne 1721 et une face externe 1722. Des orifices verticaux cylindriques circulaires 174 traversent le corps 176 entre la section droite supérieure 171 et la section droite inférieure 177. Ces orifices sont de préférence disposés au niveau de la paroi interne 172. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, ils constituent l’orifice central de cylindres longitudinaux 180 solidaires de la paroi interne 172, de préférence au niveau de la face externe 1722 de cette paroi. Dans l’exemple de réalisation particulier représenté sur les figures, ces orifices verticaux cylindriques circulaires 174 sont au nombre de 3, uniformément répartis autour de la paroi interne 172, un tel nombre et une telle disposition n’étant nullement limitatifs de l’invention. La montre, en b/, le bloc de garnissage 170 comprenant le corps 176 formé du garnissage filaire et la paroi interne 172. Cette dernière définit une zone dite interne 181 du corps 176, disposée à l’intérieur de la paroi interne 172, et une zone dite externe 182 du corps 176, disposée à l’extérieur de la paroi interne 172. Sur la , sont représentés des index ou repères 175, prévus au niveau du bord supérieur 178 de la paroi interne 172, afin que, lors de l’assemblage effectué par une rotation d’un bloc par rapport à un autre bloc, la continuité géométrique de l’assemblage soit assurée. Le bloc de garnissage selon l’invention est de préférence formé en monobloc, préférentiellement par une technique de fabrication additive. A l’issue des étapes de fabrication, une résine peut être appliquée dans la gorge 173 pour pallier la rugosité due à la technique utilisée pour la fabrication du bloc de garnissage, par exemple à la technique de fabrication additive, et éviter une opération d’usinage compliquée. Cette résine est au final située sous le joint d’étanchéité. Le bloc de garnissage filaire selon l’invention peut être utilisé pour la fabrication d’un interne d’une colonne « HIDiC » concentrique cylindrique circulaire. La contrainte de hauteur de telles colonnes nécessite qu’elles soient constituées de plusieurs blocs de garnissage qu'il faut assembler pour former l’interne de la colonne. Le système d'assemblage doit être étanche et ne doit pas altérer les performances de séparation ni prendre trop de volume. Le bloc de garnissage 170 selon l’invention répond avantageusement à ces contraintes. L’assemblage de plusieurs blocs de garnissage filaire cylindriques circulaires 170 tels que décrits ci-dessus, pour former un interne conforme à l’invention, est réalisé par l’empilement vertical des différents blocs de garnissage les uns au-dessus des autres, la section droite supérieure 171 de l’un étant déposée sur la section droite inférieure 177 d’un autre. Un tel assemblage de deux blocs de garnissage est illustré sur la , les blocs de garnissage y étant représentés par leurs seules parois internes respectivement 172, 172’. L’assemblage peut être assuré par des tiges filetées 183 reçues successivement dans les orifices verticaux 174, 174’ des différents blocs, et des boulons de serrage 184 montés sur ces tiges 183, de préférence à chaque de leurs extrémités opposées dépassant respectivement hors des orifices verticaux 174, 174’. Ces tiges filetées 183 et les boulons de serrage 184 associés assurent la tenue à la pression de l’assemblage. Un joint d’étanchéité annulaire 185, placé dans la gorge 173 de la paroi interne 174 du bloc du dessous, est intercalé entre cette dernière et la paroi interne 174’ du bloc du dessus. Ce joint d’étanchéité assure l’étanchéité de l’assemblage. Il assure en outre l'isolation entre la zone interne 181 et la zone externe 182 du corps de garnissage 176. De petits joints d’étanchéité toriques 186 sont en outre de préférence intercalés entre les cylindres longitudinaux 180, 180’ des blocs superposés, pour l'isolation entre les orifices verticaux cylindriques circulaires 174, 174’ et la zone externe 182 du corps de garnissage 176. Les boulons de serrage 184 sont de préférence vissés sur les tiges filetées 185 jusqu’à serrer et comprimer les différents joints d’étanchéité 185 et 186. L’invention va maintenant être décrite en référence aux exemples suivants, donnés à titre illustratif et non limitatif. EXEMPLES Ces exemples mettent en œuvre des blocs de garnissage formés de : - mailles élémentaires de garnissage filaire comparatives, non conformes à l’invention, nommées TS-2.25-15.35-30, de structure tétraspline (TS) pour lesquelles dw = 2,25mm, l1 = 15,35mm, α1 = 30° et α2 = 40° (bloc de garnissage nommé TS-2.25) ; - ou mailles élémentaires de garnissage filaire selon l’invention, nommées TS-3HSP-SA-1.5F, telles qu’illustrées sur la , correspondant à la géométrie tétraspline (TS) pour laquelle dw = 2,25mm, l1 = 15,35mm, α1 = 30° et α2 = 40° et comportant les modifications suivantes par rapport à TS-2.25 : 3 brins horizontaux (diamètre 1,5 mm) sont soutenus chacun par un quart de plaque, avec un congé entre le brin et le quart de plaque (3HSP), modification de la symétrie du tétraspline avec une alternance de rotation de 180° des brins dans l’axe z toutes les 2 couches et avec filet entre les plaques et les brins horizontaux (1,5F). Ce bloc de garnissage est nommé TS-HSPi. A/ Conception et production d’une colonne HIDiC à base de blocs de garnissage TS-HSPi selon l’invention A.1/ Conception des blocs de garnissage Pour réaliser le bloc de garnissage, la structure de la maille souhaitée est conçue dans un logiciel de construction assistée par ordinateur (CAO), puis un fichier "STL" est généré. Ce dernier est un maillage triangulaire décrivant la surface de la structure. Plus le nombre de triangles est élevé, plus la résolution est élevée. A.2/ Production des blocs de garnissage en polymère Pour la production de bloc de garnissage en polymère, le fichier de structure "STL" est ouvert à l'aide du logiciel NAUTA de prétraitement de l'imprimante et le document avec l'extension « fictor » est généré. Le fichier préparé est chargé dans une imprimante XFAB 3500PD. L’imprimante est chargée avec le matériau (par exemple la résine Therma DM500), puis le processus d'impression est lancé. Une fois l'impression terminée, le bloc de garnissage produit est nettoyé et post-traité avant de procéder aux tests expérimentaux. Le nettoyage est effectué soit avec de l'éthanol à 95 %, soit avec de l'isopropanol, puis le bloc de garnissage est séché. Le nettoyage à l’alcool est répété s’il persiste des résidus. Le bloc de garnissage est ensuite rincé soigneusement sous eau courante pendant quelques secondes puis séché avec un souffleur d'air et placé dans une unité de durcissement UV (marque DWS). Le temps de post-durcissement est de 30 min. A.3/ Production des blocs de garnissage en métal Pour la production de bloc de garnissage en métal, le découpage dans le logiciel de CAO de la structure complexe en forme cylindrique engendre la formation des brins /plaques incomplets et/ou suspendus aux bords de garnissage. La structure est nettoyée soigneusement de tous éléments périphériques pouvant perturber la production de garnissage : élément (brin, plaque) dans le vide/ sans support, éléments très fins (épaisseur 7 Mg 0.6 ) puis le processus d'impression est lancé. Ensuite, la structure en métal est dépoudrée et séparée de la plateforme d’impression en utilisant l’électroérosion. Finalement, elle est nettoyée dans un bain d’ultrason comprenant un produit dégraissant. A.4/ Assemblage des blocs de garnissage Les blocs de garnissage TS-HSPi conformes à l’invention obtenus sont tels que représenté sur la . Pour cet exemple, leur hauteur est de 218, 7 mm (un des blocs présentant toutefois une hauteur de 109,4 mm) et leur diamètre est de 145 mm. Pour l’assemblage des différents blocs de garnissage, comme illustré sur la , les joints d’étanchéité annulaires 185 mis en œuvre sont de dimensions 3 mm × 81 mm, et les joints d’étanchéité toriques 186 sont de dimensions 1,5 mm × 9,5 mm. Le nombre et le diamètre des tiges filetées 183 sont fixés à 3 et 6 mm, respectivement, en fonction de la force mécanique nécessaire pour comprimer suffisamment les joints d’étanchéité. Le matériau des joints d’étanchéité est le caoutchouc fluorocarbone (FKM), dit Viton®, choisi pour sa compatibilité chimique avec les mélanges organiques (cyclohexane / n-Heptane) et sa résistance aux hautes températures. Le matériau des tiges filetées 183 et des boulons de serrage 184 est l'acier inoxydable, choisi pour sa résistance chimique et mécanique. Les caractéristiques dimensionnelles des blocs de garnissage TS-HSPi réalisés, tels qu’illustrés sur la et la , sont résumées dans le tableau 1. Dimensions Valeur Hauteur de l’élément de garnissage périodique 54,68 mm Hauteur maximale du bloc de garnissage 218,7 mm Diamètre de la zone interne 181 du bloc de garnissage 87 mm Diamètre de la zone externe 182 du bloc de garnissage 145 mm Épaisseur de la paroi interne 172 1,5 mm Plage de variation du diamètre de la zone interne 181 du bloc de garnissage (varié pour accueillir la gorge 173) 87-74,8 mm pour une hauteur de 29,7 mm Nombre et diamètre des tiges filetées 183 3×6 mm Diamètre interne et externe des cylindres 180 de réception des tiges filetées 183 7,5 mm/10,5 mm Épaisseur et diamètre des joints d’étanchéité annulaires 185 3 mm×81 mm Tableau 1 – Dimensions d’un bloc de garnissage TS-HSPi selon l’invention 9 tels blocs de garnissage sont assemblés pour former la colonne. La maille élémentaire TS-HSPi étant symétrique et verticalement périodique, les brins des 9 blocs de garnissage se correspondent bien et forment une colonne garnie parfaitement continue d'environ deux mètres de haut (1,9683 m). Par observation visuelle, il est confirmé que le flux de liquide est bien réparti à l'intérieur du garnissage. La rotation intégrée dans cette structure assure un mélange adéquat des fluides. Trois groupes d’expériences ont été mises en œuvre pour comparer différentes technologies de l’art antérieur à la technologie selon l’invention : étude numérique pour évaluer la perte de charge et l’efficacité thermique avec un flux de gaz (modèle monophasique), étude expérimentale des performances hydrodynamiques et de la capacité et l’efficacité de séparation des garnissages sans paroi interne (Etude expérimentale 1), et finalement étude expérimentale pour évaluer la performance de transfert thermique et toutes les performances confondues dans la colonne HIDiC avec blocs de garnissage en métal équipés d’une paroi interne (Etude expérimentale 2). B/ Etudes numériques et E tude expérimentale 1 B.1/ Protocoles d’étude numérique B.1.1/ Modèle de convection Pour l’étude numérique, un domaine d’un demi-cylindre avec un diamètre externe de 90 mm et une hauteur entre 200 et 230 mm, qui contient la partie solide et la partie fluide (gaz), a été utilisé. La partie solide était composée de l’interne étudié et d’une paroi externe périphérique, qui lui est solidaire, d’une épaisseur de 2 mm. Le modèle de turbulence choisi pour cette étude a été le kw-SST du logiciel Ansys Fluent 2020 A1 avec les lois de paroi associées. L’entrée de liquide a été effectuée en bas de domaine et la sortie en haut de domaine. A l’entrée, la température de fluide a été fixée à 70 °C et la vitesse de gaz a été fixée entre 0,8 et 2,8 m/s, ce qui correspond à un régime turbulent, avec un nombre de Reynolds Re entre 7000 et 28000. Une zone d’établissement de l’écoulement avec une hauteur de 100 mm a été adoptée en amont du garnissage et une zone vide de 20 mm a été adoptée en aval du garnissage. Une condition de symétrie a été appliquée au plan XZ, et un flux de chaleur fixé à 5 kW/m² a été appliqué sur la surface externe de la paroi. Avec ce modèle, la perte de charge dP/dz sec générée par le garnissage sec (écoulement de gaz seulement) a été évaluée, et la conductance thermique moyenne de garnissage, hA, due à la convection dans le fluide et dans le solide et à la conduction dans le solide (paroi et garnissage) a été estimée (transfert de chaleur conjugué). La convergence des variables, l’indépendance au maillage, et l’indépendance à la taille de domaine (hauteur de garnissage) ont été vérifiées et confirmées avant l’estimation de chaque grandeur. B.1.2/ Modèle de conduction Un autre modèle plus simple pour étudier la conduction, conductivité thermique effective ETC, à travers le garnissage, a été utilisé. Dans ce modèle, un domaine parallélépipède qui contient la structure de garnissage étudiée a été conçu. Le découpage de ce domaine a été fait de façon à avoir un nombre entier (2, 3 ou 4) de mailles élémentaires dans chaque direction (X, Y, Z). La conduction a été étudiée dans les trois directions X, Y, Z. Pour chaque direction, la conductivité thermique effective ETC a été évaluée, en imposant une différence de température de 2°C entre deux plans du garnissage opposés et perpendiculaires à la direction étudiée (plans dits respectivement chaud et froid). Dans ce modèle, il n’y a pas d’écoulement; le fluide est stagnant. B.2/ Protocole d’Etude expérimentale 1 Pour les essais expérimentaux ci-après, deux colonnes de garnissage ont été imprimées en polymère et testées expérimentalement pour leur capacité de séparation et leurs performances hydrodynamiques. Il s’agit du garnissage TS-HSPi selon l’invention en polymère sans la paroi interne, et du garnissage TS-2.25 non conforme à l’invention, de mêmes dimensions. Des essais comparatifs ont également été réalisés avec une mousse métallique produite par moulage, sans paroi interne. Cette mousse comporte des cellules de Kelvin (85% de porosité théorique) et sera abrégée par KC-P85. Deux pilotes expérimentaux ont été utilisés pour évaluer les performances hydrodynamiques (perte de charge, mouillage, distribution de liquide, écoulement, capacité) et les performances de séparation (hauteur équivalente d’un plateau théorique HEPT, capacité – facteur de gaz à l’engorgement F engorgement ). B.2.1/ Pilote hydrodynamique Le pilote hydrodynamique est constitué d’une colonne de 150 mm de diamètre et de 2 m de hauteur, dont 1 m rempli de garnissage étudié et 1 m vide pour permettre l’établissement de l’écoulement. Le garnissage chargé fait 145 mm de diamètre et est constitué de plusieurs blocs empilés verticalement pour constituer 1 m de garnissage. Un transmetteur de pression différentielle de la série 30 de Keller avec un indicateur de pression numérique (EV-120) mesure la différence de pression, fournissant une mesure de haute précision de ±0,01%. La perte de charge est enregistrée à l'aide du logiciel d'acquisition ControlCenterSeries30 (CCS30). Les capteurs de pression sont positionnés à l’entrée et la sortie du garnissage. Deux expériences ont été menées en utilisant ce pilote. La première expérience est réalisée avec un écoulement de gaz seul, l’air à température ambiante et à la pression atmosphérique. Il s’agit de mesurer le profil de perte de charge à sec pour le garnissage chargé. Le profil de perte de charge à sec est enregistré pour une vingtaine de valeurs de débit d'air, comprises entre les graduations 100 et 300 m 3 /h du débitmètre, qui correspondent à différentes vitesses de gaz comprises entre 0,5 et 3 m.s -1 . La deuxième expérience analyse la perte de charge avec un écoulement contre-courant de gaz et de liquide. Les profils de perte de charge sont mesurés pour trois débits de liquide (eau à température ambiante) différents : 162, 270 et 378 L/h (9,2, 15,3 et 21,4 m 3 /m 2 /h). Pour chaque débit de liquide, le débit d'air est augmenté à partir de 100 Nm 3 /h (graduation du débitmètre) par incrément de 10 m 3 /h jusqu'aux points d'engorgement, correspondant à F engorgement , ou à la valeur maximale du débit d'air du débitmètre, 300 Nm 3 /h. Les signes visuels, le bouillonnement et l'entraînement de liquide, ainsi que l'augmentation exponentielle de la perte de charge, définissent le point d'engorgement du garnissage, qui indique sa capacité de séparation à un débit de liquide spécifique. Pour chaque valeur de débit d'air, la perte de charge dP/dz est enregistrée toutes les secondes pendant 6 min, car le débit à contre-courant a besoin de plus de temps pour se stabiliser. Avant de commencer les expériences de contre-courant gaz / liquide, la colonne est irriguée avec le débit maximal de liquide et un débit d'air élevé proche de l'inondation, permettant un mouillage adéquat du garnissage. B.2.2/ Pilote transfert de matière Le dispositif expérimental de transfert de matière consiste en une colonne de distillation en verre d'un diamètre de 150 mm pour une hauteur de garnissage d'1 m, un rebouilleur intégré dans un ballon en bas de la colonne, et un condenseur total vertical en tête de la colonne. Le rebouilleur chauffe et vaporise le mélange binaire à l'aide d'un serpentin alimenté en vapeur. Il est rempli du mélange binaire de cyclohexane/ n-heptane (mélange binaire standard), avec environ 20 % en masse de cyclohexane. La perte de charge est mesurée entre le haut et le bas de la section de garnissage. En fixant la puissance de chauffe au niveau de rebouilleur, une différence de pression dP est fixée et un facteur de chargement de gaz F est calculé. Cette séparation est effectuée dans une colonne de distillation fonctionnant à reflux total, c'est-à-dire sans décharge/sortie des produits supérieurs (distillat) et inférieurs. Quatre à six autres mesures avec F entre 0,8 Pa 0,5 et 0,8×F engorgement sont réalisées après l’atteinte de régime permanent assurée par la mesure de température en tête et en bas de la colonne, le débit de condensât, indiquant la puissance de chauffe. Pour chaque valeur F, plusieurs échantillons des produits de tête et de bas de la colonne sont collectés pour déterminer la densité de mélange qui est corrélée à la composition de mélange. Pour chaque expérience (valeur de F), l'HEPT (hauteur équivalente d’un plateau théorique) est déterminée en examinant le diagramme binaire liquide-vapeur du mélange cyclohexane/n-heptane sous pression atmosphérique. Le modèle de Wilson est le modèle thermodynamique choisi pour calculer la courbe d'équilibre V/L. B.3/ Résultats Les performances expérimentales et numériques des trois garnissages étudiés sont résumées dans le Tableau 2. Garnissage Performance KC-P85 TS-2.25 TS-HSPi Géométrique Exp. Porosité ɛ (%) 82,9% 89,6% 86,4 % A S (m -1 ) 291 176 245 Hydrodynamique Exp. dP/dz sec (mbar/m) @ F=2 Pa 0,5 8,49 0,82 1,19 Séparation Exp. F engorgement (Pa 0,5 ) 1,1 2,5 2,6 HEPT (m) 0,27 0,37 0,38 Thermique Num. ETC hor (W/m/K) 11,9 3,0 6,0 hA (W/K) @ F=1,6 Pa 0,5 348 111 194 Tableau 2 – Performances des différents garnissages - où A s = surface géométrique spécifique ; dP/dz sec (mbar/m) = perte de charge à sec de garnissage ; F engorgement = facteur de gaz F au point d’engorgement (F = vitesse de gaz multipliée par la racine carrée de la densité de gaz) ; HEPT = hauteur équivalente d’un plateau théorique ; ETC hor = conductivité thermique effective dans la direction horizontale ; hA = conductance thermique ; Exp. = valeurs mesurées expérimentalement ; Num. = valeurs calculées numériquement selon les protocoles d’étude numérique On observe que le bloc de garnissage selon l’invention TS-HSPi a la même efficacité et capacité de séparation que le bloc de garnissage TS-2.25 (F engorgement et HEPT), et augmente l'efficacité du transfert de chaleur (hA) de 75 % par rapport au TS-2.25 selon la simulation. Sa surface géométrique spécifique est supérieure de 38 % à celle du bloc de garnissage TS-2.25. De plus, grâce à sa périodicité verticale, son efficacité de séparation est stable sur toute la gamme de facteur de chargement de gaz F, ce qui prouve une bonne distribution de liquide et de gaz sur toute la section et toute la hauteur de colonne de garnissage selon l’invention, contrairement à d’autres garnissages structurés disponibles sur le marché ou étudiés ici. Le garnissage selon l’invention TS-HSPi génère en outre des pertes de charges à sec comparables à celles du garnissage comparatif TS-2.25. Le garnissage KC-P85 est très efficace en transfert de chaleur, selon l’étude numérique, mais très limité en capacité de séparation. Il génère en outre énormément de pertes de charge, selon l’Etude expérimentale 1. C/ Etude expérimentale 2 Cette étude expérimentale est réalisée avec le garnissage selon l’invention en métal, avec paroi interne, afin d’évaluer et comparer d’une part ses performances en transfert thermique, et d’autre part toutes ses performances confondues dans le pilote HIDiC. La comparaison est faite principalement avec le garnissage KC-P85 en métal (aluminium) produit pour moulage avec une paroi interne. Les performances de séparation et de gain énergétique ont été évaluées pour des colonnes concentriques HIDiC de 150 mm de diamètre et de 1 m de hauteur pour l’expérience de performance en transfert thermique ou de 2 m de hauteur pour l’expérience portant sur toutes les performances confondues, et dont l’interne est formé, comme décrit ci-dessus, par assemblage de blocs de garnissage respectivement : - TS-HSPi, conforme à l’invention, tel que décrit dans l’exemple précédent, mais comprenant une paroi interne 172 d’épaisseur moyenne 1,9 mm (1,5 mm hors zone d’assemblage), - KC-P85, non conforme à l’invention, dans lequel le garnissage est une structure complexe des mousses métalliques à base de la cellule de Kelvin, avec une paroi interne 172 de 5 mm d’épaisseur, - SSR, non conforme à l’invention, dans lequel le garnissage est formé d’anneaux super Raschig en vrac, avec une paroi interne libre (non solidaire avec le garnissage) de 5 mm d’épaisseur. Chaque colonne comporte deux zones séparées par une paroi centrale formée par les parois internes 172 des blocs de garnissage empilés, à savoir une zone interne, formée par le garnissage situé à l’intérieur de la paroi centrale, et une zone externe, formée par le garnissage situé à l’extérieur de la paroi centrale. C.1/ Performances de transfert thermique Pour chaque colonne, dans la zone externe, la vapeur d’eau circule à une pression (température d’ébullition) spécifique et se condense sur le garnissage et la paroi centrale. Dans la zone interne, un produit chimique pur entre dans l’état liquide avec une température proche de son point d’ébullition et il est partiellement vaporisé grâce à la chaleur provenant de la zone externe (vapeur d’eau) et échangée via l’ensemble (paroi centrale et garnissage). Les vapeurs dans la zone interne sont condensées en tête de colonne et mesurées pour calculer la chaleur échangée. Les mesures réalisées permettent de déterminer la conductance thermique globale normalisée (UA exp.norm en W/K) en fonction de la fraction de vapeur dans la zone interne. Deux produits organiques ont été testés pour le SRR (n-Butanol et n-Heptane) et un pour chaque structure complexe : n-Butanol pour KC-P85 et n-Heptane pour TS-HSPi. Les mesures réalisées permettent de conclure que l’échange thermique pour les monoblocs KC-P85 et TS-HSPi est nettement plus efficace que pour le SRR qui comporte une paroi libre qui engendre des ponts thermiques avec le garnissage en vrac. Dans les même conditions opératoires, la structure TS-HSPi selon l’invention atteint le même niveau de performance thermique que le KC-P85. Une telle bonne performance thermique de la colonne TS-HSPi selon l’invention est atteinte grâce à : - une faible épaisseur de la paroi centrale (de l’ordre de 1,9 mm), possible grâce à la fabrication additive ; - la présence des brins horizontaux favorisant la conduction thermique de la zone interne vers la zone externe ; - une forme profilée de TS-HSPi qui favorise le bon contact avec les fluides (taux de mouillage), engendrant un bon transfert de chaleur par conduction et par convection. C.2/ Performances globales Ci-après, pour les colonnes HIDiC mises en œuvre (colonne à interne formé de blocs de garnissage TS-HSPi conforme à l’invention et colonne à interne formé de blocs de garnissage KC-P85 non conforme à l’invention), la zone interne, jouant le rôle de zone de rectification, est nommée ci-après InCo et la zone externe, jouant le rôle de zone d’épuisement annulaire, est nommée ci-après ExCo. Le fonctionnement appliqué pour les colonnes est le suivant. Le fluide, formé d’un mélange de cyclohexane et n-heptane à 50 % en masse de cyclohexane, stocké dans un réservoir d'alimentation de 100 litres, est pompé, chauffé et admis au sommet de l'ExCo. Il est distribué sur le garnissage dans l'ExCo à l'aide d'un distributeur à anneaux. Au bas de l'ExCo, un rebouilleur génère de la vapeur du fluide qui remonte vers le haut de l'ExCo. Ensuite, la vapeur est envoyée par un compresseur vers le bas de l'InCo. La différence de pression entre les deux zones, générée par le compresseur, entraîne une différence de température. Un clapet anti-retour garantit que le flux de vapeur dans le compresseur et sa ligne de recyclage se fait dans une seule direction. L'InCo est soumise à une pression/température plus élevée ; il se produit donc un transfert de chaleur de l'InCo vers l'ExCo via la paroi centrale de la colonne et le garnissage. Il en résulte une condensation dans l'InCo et une vaporisation dans l'ExCo. Le liquide qui tombe du condenseur passe par un système de reflux qui envoie le liquide soit dans les réservoirs de produits distillés, soit dans l'InCo (reflux). Le reflux liquide est renvoyé par un distributeur et rejoint le condensat qui se forme sur le garnissage de l'InCo (en raison de l'échange de chaleur). Les deux liquides sont collectés au fond de l'InCo et acheminés vers le haut de l'ExCo, grâce à la différence de pression entre les deux zones. Le fluide excédentaire au niveau du rebouilleur s'écoule par gravité vers le réservoir de produit inférieur (dit résidu). La pression dans l'InCo est maintenue stable par l'admission ou la vidange d'azote via deux vannes qui peuvent être contrôlées par un régulateur. La pression dans l’ExCo est contrôlée par la fréquence du compresseur. La chaleur échangée entre les deux zones réduit la nécessité de fournir beaucoup de chaleur au rebouilleur. Par conséquent, cette configuration de colonne est considérée comme moins énergivore qu’une colonne de distillation conventionnelle et plus intéressante d'un point de vue écologique et économique. Un flux d'azote admis dans l'ExCo assure une atmosphère inerte à l'intérieur du pilote, réduisant ainsi le risque d'incendie ou d'explosion. Le pilote est équipé de six boucles de régulation qui permettent de maintenir le régime permanent. Ces boucles de régulation portent sur : la température d’alimentation, la pression de l’ExCo, la pression de l’InCo, la perte de charge dans l’ExCo, le taux de reflux, le niveau de liquide en bas de l’InCo. Les tableaux 3 à 7 présentent les conditions opératoires et résultats d’essais pour la colonne à base de KC-P85 non conforme à l’invention (2 essais, nommés 1k et 2k) et pour la colonne à base de TS-HSPi conforme à l’invention (5 essais, nommés 1, 2, 4, 5 et 7), plus précisément : - Tableau 3 : essais en conditions de fonctionnement variables (débit d'alimentation F, composition en cyclohexane (C6) w F,C6 , pression de la zone interne P in , perte de charge de la zone externe dP Ex , répartition du débit entre le distillat et les produits de fond D/F:W/F. Les autres conditions opératoires sont uniques pour tous les essais, pas de reflux, pression dans la zone externe P Ex =1,01 bar, et température à l'entrée de la colonne externe T F' =85°C) ; - Tableau 4 : efficacité de la séparation (débits massiques du distillat D et résidu W, puretés (fraction massique en C6) w C6,D et w C6,W , taux de récupération de C6 dans le distillat τ C6,D , taux de récupération du n-heptane (C7) dans le résidu τ C7,W , et facteur de performance de la séparation SPF. Le SPF est un indicateur mathématique et calculé comme la moyenne géométrique de w C6,F , w C6,D , w C7,W , τ C6,D et τ C7,W . Il permet de comparer les performances de séparation des différentes expériences) ; - Tableau 5 : indicateurs de performance de capacité et d'efficacité de transfert de chaleur (débit massique en haut de la zone externe F' (F+L1), débit massique V1', et fraction massique w C6 , V1 ’ de vapeur en bas de la zone interne (également en tête de la colonne externe), débit L1, et fraction massique w C6 ,L1 de liquide en bas de la zone interne, facteur de charge en gaz F InCo , bot calculé en bas de la zone interne, selon l’équation 1 : (Equation 1) où V1' est le débit massique de vapeur en bas de la zone interne (également en tête de la colonne externe), ρ g est la densité (masse volumique) de vapeur en bas de la zone interne et S InCo est la section minimale de la zone interne (égal à π(D min,InCo /2) 2 ). Les diamètres minimaux de la zone interne D min,InCo sont de 80 mm et 74,8 mm pour KC-P85 et TS-HSPi, respectivement) ; - Tableau 6 : consommation d'énergie (énergie du rebouilleur Q b , pertes thermique du pilote Q loss , échange de chaleur entre les zones interne et externe Q Ex , et puissance requise calculée du compresseur avec un taux d'efficacité isentropique de 25 %, W comp,25% , le dernier est estimé utilisant le débit du vapeur et les pressions en amont et en aval du compresseur) ; - Tableau 7 : gain énergétique (consommation d'énergie HIDiC au rebouilleur Q b,HIDiC (Q b -Q loss ), taux de reflux R DC et consommation d'énergie minimale Q b,DC de la colonne de distillation type avec les mêmes spécifications de séparation, et pourcentage d'économie d'énergie. Q b,DC est calculé à l'aide du logiciel de simulation commercial ProSim, et le pourcentage d’économie d’énergie est calculé selon l’équation 2 : (Equation 2). Colonne TS-HSPI KC-P85 Essai N° 1 2 4 5 7 1k 2k F (kg/h) 11,8 18,5 12,0 20,5 17,4 11,0 10,5 w C6,F 0,48 0,46 0,47 0,49 0,50 0,49 0,42 P in (mbar) 1,25 1,25 1,30 1,31 1,35 1,50 1,50 dP Ex (mbar) 0,569 0,581 0,553 0,612 0,640 1,241 1,239 D/F:W/F (%) 50:50 41:59 41:59 46:54 50:50 49:51 35:65 Tableau 3 – Conditions de fonctionnement variables des essais Colonne TS-HSPI KC-P85 Essai N° 1 2 4 5 7 1k 2k D (kg/h) 6,0 7,5 5,0 9,4 8,7 5,4 3,7 w C6,D 0,75 0,79 0,82 0,78 0,78 0,79 0,87 τ C6,D (%) 79 70 72 73 78 78 72 W (kg/h) 5,9 11,0 7,0 11,1 8,7 5,6 6,9 w C6,W 0,20 0,23 0,22 0,24 0,22 0,22 0,18 τ C7,W (%) 76 84 86 80 78 79 92 SPF (%) 71 70 71 70 72 72 72 Tableau 4 – Efficacité de la séparation Colonne TS-HSPI KC-P85 Essai N° 1 2 4 5 7 1k 2k F’ (kg/h) 16,9 26,0 18,4 28,6 27,1 19,7 18,4 V1’ (kg/h) 11,1 15,0 11,4 17,4 18,4 14,0 11,6 w C6,V1 ’ 0,64 0,67 0,66 0,66 0,65 0,65 0,65 F InCo,bot (Pa 0,5 ) 0,40 0,55 0,42 0,64 0,67 0,45 0,37 L1 (kg/h) 5,1 7,5 6,4 8,0 9,7 8,66 7,90 W C6,L1 0,50 0,54 0,54 0,53 0,53 0,56 0,55 Tableau 5 – Capacité et efficacité de transfert de chaleur Colonne TS-HSPI KC-P85 Essai N° 1 2 4 5 7 1k 2k Q b (kW) 2,07 2,25 1,75 2,22 2,37 1,27 1,45 Q loss (kW) 1,41 1,41 1,21 1,21 1,41 0,72 1,00 Q Ex (kW) 0,48 0,71 0,62 0,76 0,93 0,83 0,76 W Comp,25% (kW) 0,087 0,118 0,107 0,169 0,199 0,208 0,171 Tableau 6 – Consommation d’énergie Colonne TS-HSPI KC-P85 Essai N° 1 2 4 5 7 1k 2k Q b.HIDiC (kW) 0,66 0,84 0,54 1,01 0,96 0,55 0,45 R DC 1,03 1,45 1,61 1,19 1,13 1,27 2,29 Q b,DC (kW) 1,20 1,83 1,29 2,06 1,84 1,21 1,21 Economie d’énergie (%) 38 48 50 43 37 37 49 Tableau 7 – Gain énergétique Aucune expérience n'a été réalisée à la même différence de pression pour la colonne TS-HSPi et la colonne KC-P85. Cependant, il est possible de comparer les deux technologies grâce aux essais N°5 et N°7 pour la technologie TS-HSPi et N°1k pour la technologie KC-P85. Ces essais donnent des valeurs de SPF similaires, taux de récupération et pureté comparables, ce qui indique une efficacité de séparation comparable. En outre, ces colonnes présentent une répartition similaire du débit entre le distillat et les produits de fond, environ 50:50. TS-HSPi atteint une efficacité de séparation similaire avec un débit d'alimentation deux fois plus élevé que KC-P85. Les deux technologies permettent de réaliser des économies d'énergie similaires, de l'ordre de 40 %. Toutefois, en augmentant la différence de pression/température à 0,5 bar, le garnissage selon l’invention TS-HSPi pourrait atteindre une meilleure efficacité de séparation et une économie d'énergie plus élevée. Ceci peut être justifiée par le débit de condensat élevé (L1) observé pendant l'état de transition, ce qui indique un taux d'échange plus élevé. La capacité élevée de la colonne TS-HSPi a été démontrée dans les résultats hydrodynamiques et HETP, F=2,6 Pa 0,5 . Dans les expériences HIDiC, la valeur la plus élevée du facteur de charge de gaz F est de 0,67 Pa 0,5 dans l'expérience N°7 pour la colonne TS-HSPi, contre 0,45 Pa 0,5 pour la colonne KC-P85. Elle est éloignée de 74 % de l’engorgement de la colonne TS-HSPi. Le dispositif expérimental ne permettait pas la séparation d'un débit d'alimentation plus élevé. Le fonctionnement dans les conditions optimales du garnissage, à 60 % du point d’engorgement, est censé maintenir ou augmenter légèrement le taux d'économie d'énergie. En effet, l'augmentation du débit de vapeur et de liquide permettrait d'améliorer l'échange de chaleur. En conclusion, plusieurs expériences utilisant des colonnes HIDiC ont démontré que l'efficacité de séparation de TS-HSPi est au moins aussi élevée que celle de KC-P85. De plus, la capacité de séparation est au moins doublée pour le garnissage TS-HSPi selon l’invention. TS-HSPi permet une économie d'énergie équivalente de 40 % malgré l'application d'une différence de pression inférieure à celle de KC-P85 (une différence de 0,35 bar contre 0,50 bar pour KC-P85). Maille élémentaire de garnissage filaire en un matériau thermiquement conducteur, pour un appareil d’échange gaz-liquide, comportant trois premiers fils (51, 52, 53) comprenant une extrémité supérieure commune (54) située au sommet supérieur d’un premier tétraèdre irrégulier, lesdits trois premiers fils (51, 52, 53) s’étendant chacun verticalement depuis ladite première extrémité supérieure (54), selon trois arêtes du premier tétraèdre, jusqu’à trois extrémités inférieures (57, 55, 56) situées aux trois sommets inférieurs d’un triangle de base du premier tétraèdre, une extrémité inférieure (55) d’un desdits trois premiers fils (52) étant reliée, à une extrémité supérieure commune (58) de trois seconds fils (59, 510, 511) située au sommet supérieur d’un second tétraèdre régulier, lesdits trois seconds fils (59, 510, 511) s’étendant chacun verticalement depuis ladite extrémité supérieure (58), selon trois arêtes du second tétraèdre, jusqu’à trois extrémités inférieures (514, 512, 513) situées aux trois sommets inférieurs d’un triangle de base du second tétraèdre ; une partie inférieure (515) dudit premier fil (52) relié à l’extrémité supérieure commune (58) des trois seconds fils (59, 510, 511) présentant une première courbure, et une partie supérieure (516) de l’un des trois seconds fils (59) reliée à l’extrémité supérieure commune (58) des trois seconds fils (59, 510, 511) présentant une seconde courbure, inverse de la première courbure ; et la maille élémentaire comprenant en outre au moins un élément en un matériau thermiquement conducteur orienté horizontalement. Maille élémentaire selon la revendication 1, dans laquelle ledit élément orienté horizontalement relie deux desdits premiers fils (51, 52, 53) et/ou deux desdits seconds fils (59, 510, 511), de préférence deux extrémités inférieures (55, 56, 57) desdits premiers fils et/ou deux extrémités inférieures (512, 513, 514) desdits seconds fils, et/ou ledit élément orienté horizontalement (517 ; 111, 112, 113) peut être capable de relier un desdits sommets avec un sommet, situé à la même hauteur, d’une autre maille élémentaire. Maille élémentaire selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit élément orienté horizontalement est choisi parmi les fils horizontaux droits, rectilignes, les fils horizontaux incurvés ou arrondis aussi appelés arcs (517), les plaques verticales (61, 71, 72, 81, 82), les fils horizontaux droits, rectilignes (101, 102, 103) supportés chacun par des demi-plaques verticales (104, 105, 106), et les fils horizontaux droits, rectilignes s’étendant de part et d’autre des sommets des tétraèdres (111, 112, 113) et supportés symétriquement de part et d’autre de ces sommets par des quarts de plaques verticaux (114, 115, 118, 119, 116, 117). Elément de garnissage filaire comprenant l’assemblage de deux mailles élémentaires selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 superposées verticalement, une desdites mailles élémentaires ayant subi une rotation de 180° par rapport à un axe vertical. Garnissage filaire comprenant l’assemblage de plusieurs éléments de garnissage filaire selon la revendication 4. Procédé de préparation d’un garnissage filaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que le garnissage filaire est fabriqué par une technique de fabrication additive, de préférence par une technique de fusion laser. Bloc de garnissage (170) comprenant un corps (176) formé d’un garnissage filaire selon la revendication 5, ledit corps (176) étant de forme cylindrique circulaire et étant défini par une section droite supérieure (171) et une section droite inférieure (177), et étant traversé par une paroi verticale interne cylindrique circulaire (172) s’étendant entre ladite section droite supérieure (171) et ladite section droite inférieure (177) et comportant un bord supérieur (178) au niveau de ladite section droite supérieure (171), des orifices verticaux cylindriques circulaires (174) traversant ledit corps (176) entre ladite section droite supérieure (171) et ladite section droite inférieure (177), et ledit bord supérieur (178) de ladite paroi verticale interne cylindrique circulaire (172) étant pourvu d’une gorge (173) destinée à recevoir un joint d’étanchéité (185). Bloc de garnissage (170) selon la revendication 7, dans lequel une résine est en outre placée dans la gorge (173) pour pallier la rugosité, due par exemple à une fabrication additive et éviter une opération d’usinage compliquée. Interne pour une colonne « HIDiC » concentrique cylindrique circulaire, constitué par l’assemblage vertical de plusieurs blocs de garnissage (170) de forme cylindrique circulaire selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, un joint d’étanchéité (185) étant placé dans la gorge (173) d’au moins un desdits blocs de garnissage (170), et l’assemblage étant assuré par des tiges filetées (183) traversant lesdits blocs de garnissage (170) et placées dans les orifices verticaux cylindriques circulaires (174) de chacun desdits blocs de garnissage (170), et des boulons de serrage (184) montés sur lesdites tiges filetées (183). Appareil d’échange gaz-liquide comprenant un garnissage filaire selon la revendication 5. Appareil d’échange gaz-liquide selon la revendication 10, qui est choisi parmi les colonnes à distiller, les colonnes d’absorption, les colonnes de stripping et les échangeurs thermiques. Colonne avec un couplage thermique interne comprenant un interne selon la revendication 9, et une paroi verticale externe cylindrique à l’intérieur de laquelle est disposé ledit interne.