Modélisation et optimisation d'un capteur à électrode modifiée pour le dosage du peroxyde d'hydrogène

Abstract

Le présent travail est une approche à la modélisation de la réponse dynamique des capteurs à électrode modifiée, destinés au dosage du peroxyde d’hydrogène. L’objectif de ce mémoire est de proposer un outil de prévision de la réponse ampérométrique dans les conditions opératoires très variées et aussi proches que possible de la réalité. Dans ce contexte, deux modèles mathématiques ont été établis : le premier correspond à un capteur à conducteur pur et le seconde à un capteur composite. La validation de la méthode numérique des DFI, utilisée pour la discrétisation de toutes les équations différentielles des modèles, a été préalablement réalisée par comparaison de la solution numérique avec la solution analytique de l’équation du modèle à conducteur pur. L’exploitation des modèles est ensuite effectuée par l’étude de la réponse dynamique des capteurs et des profils de concentrations dans la matrice composite et dans le film de diffusion en fonction des résistances au transfert de matière dans les deux zones composant le capteur. Les simulations conduites par des valeurs des nombres adimensionnels de Thiele et de Biot, ont permis de mettre en évidence la modulation de la réponse en fonction de divers conditions opératoires. La comparaison des droites de calibration expérimentales d’un capteur à pâte de carbone modifiée avec les courbes théoriques des différents modèles, a montré que seul le courant généré dans le volume de l’électrode est le plus important, notamment quand la vitesse de transfert de charge volumique est rapide et que la résistance externe est négligeable.