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BProPT

1. N d ordre N de s rie FACULTE DES SCIENCES ET SCIENCES DE L INGENIEUR kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk D PARTEMENT DE G NIE DES PROC D S M moire Pr sent pour l obtention du dipl me de MAGISTER Sp cialit Chimie organique Option Chimie organique industrielle Par SAIDAT Mustapha Th me Etude et d veloppement d une Biblioth que orient e objet de calcul de propri t s physiques et thermodynamiques bas e sur le concept de contributions des groupes organiques fonctionnels Soutenu publiquement le 30 05 2004 Devant le jury compos de Mr Mohammed Redha OUAHRANI M C Universit de Ouargla Pr sident Mr Abdessalam Hassen MENIAI Prof Universit de Constantine Examinateur Mr Saci NACEF M C Universit de Setif Examinateur Mr Salah DOUNIT M A C C Dr Universit de Ouargla Examinateur Mr Touhami LANEZ M C Universit de Ouargla Rapporteur Mr Mourad KORICHI M A C C Universit de Ouargla Co rapporteur 2003 2004 R sum BProPT OPZ tHE FE Pf Yo yd Nr BE toit BOA GRIF efetol lo 2 nb yaar NJL f Git jets iC 17 Ob yXxdic t ETD zen tf LH SHG dE NLH P RRA NONE mE Jod If yr Of LEL OS pef LEGA Lae Rf y Rad my Anz pex to ntf NT Z ezibyAUr d es ADS yfefef O5 2 FN VER Gu nce EE Kata Diaz estj Lore 17 PAK 1H 20 OF Lb HAE KE KG oydt ZX kd Pf Y o OS fle ip d KES LDLo Ond Lib ePDinj Liat Kj Pf Yo GA A yt PAF GIG
2. Modules assistants Figure III 2 a Sch ma de D pendance des classes de la biblioth que D veloppement d une Bibliotheque 33 Impl mentation Chapitre III Fonc Bas Fbp Fbs Donb Glob Variable de contr le D veloppement d une Bibliotheque Modules assistants BProPT St alloc Get Valcont CPPCG GPOCG GSOCG CPPJR VLPJR GPOJR GPOMP GPOWJ GSOWJ GPOWQ GSOWQ GPOCT GPOELB CG Get VCGPO IR Get VCGPO MP Get VCGPO Vect Alloc 1 Vect Alloc 2 Vect Alloc 3 Vect Alloc 4 WJ Get VCGPO WQ Get VCGPO CT Get VCGPO ELB Get VCGPO CG Get VCGSO WJ Get VCGSO WQ Get VCGSO 54 Impl mentation Chapitre III BProPT L expression classe du comportement g n ral signifie que cette classe est utilis e par toutes les classes de propri t s On peut dire que cette classe joue le r le de serveur des donn es fournissant les valeurs n cessaires aux classes de propri t s L organisation de cette classe est bas e sur une collection de structures de donn es Parmi ces derni res il y a celles qui sont constitu s solen le nombre des propri t s calcul es par chacune des m thodes utilis es pour construire la biblioth que et peuvent contenir des valeurs de type r el ou des valeurs rassembl es dans un autre type d riv Comme exemple on consid re la structure Type d riv caract risant les diff rentes propri t s calc
3. l quation 11 28 gt L enthalpie de la charge l quation 1 5 La contribution du groupe i de premier ordre de l enthalpie de vaporisation l quation 11 29 La contribution du groupe j de deuxi me ordre de l enthalpie de vaporisation l quation 11 29 Le constant d quilibre du constituant 1 l quation 1 6 Le d bit du liquide en Kmol h l quation 1 5 Symbole d crit la structure mol culaire l quation 1 1 Le nombre de compos s l quation II 19 Le nombre de groupes du type j de deuxi me ordre dans le compos l quation 11 22 Le nombre de contributions atomiques du type j de deuxi me ordre l quation 11 23 jusqu 11 33 gt Le poids mol culaire en g mol Le nombre total des atomes aux quations II 5 et 11 39 Le nombre de groupes i l quation 1 3 Le nombre de groupes i l quation 11 13 Le nombre des unit s structurelles relatives des groupes ne contient pas des atomes de carbone aux quation II 41 jusqu 11 45 Le nombre de type des groupes constituent la mol cule l quation 1 3 Le nombre de sous contributions de type i aux quations 11 11 et II 12 Le nombre de sous contributions de type i aux quations 11 11 et II 12 Le nombre de sous contributions de type i Il quations IL 11 Le nombre de sous contributions de type 1 1 quations II 11
4. Properties and CAPE From Present Uses to Future Challenges Comput Chem Eng 25 3 14 16 Gani R and Pistikoupouols Efstratios N 2002 Property Modelling and Simulation for Product and Process Design Fluid Phase Equilibria 194 197 43 59 17 Lydrsen A L 1955 Estimation of Pure Component Proprieties From Group Contribution Rep University Cool Exp Stn Madison WT 18 Ambros D 1978 Correlation and Estimation of Vapour Liquid Critical Proprieties National physics Lab Report Chem 92 Middlesex England 19 Fedors R F 1979 A Method to Estimate Critical Volumes AIChEJ 25 202 20 Klincewicz K M et Reid R C 1984 Estimation of Critical properties With Group Contribution Method AIChEJ 30 137 142 21 Reid R C Prausnitz J M and POLING B E 2001 The Properties of Gases and Liquids McGraw Hill Book Comp NY Five edition 22 Kurata M and ISIDA S I 1955 Theory of Normal Paraffin Liquids J Chem Phys 23 1126 1131 23 Teja A S Lee D J Rosenthal D and Anselrn M 1990 Correlation of the critical properties of Alkanes and Alcohols Fluid phase Equilibria 56 153 169 24 Chein H T 1995 Group Contribution Estimation of Critical Temperature With Only Chemical Structure Chem Eng Sci 50 3515 3520 25 Crabtree E W and El halwagi M M 1995 Synthesis of Environmentally Acceptable Reactions AichE
5. CH2 CH2 COO 0 CH2 CH via double bond CH CH COO c CO0 Ethyl acrylate ester CH r CH r via double bond CH r C lt r via double bond m Terphenyl ee un via single bond CH r C lt r via single bond C lt r C lt rr via single bond Tableau IV 26 Identification des groupes de quelques compos s organiques suivant les deux techniques de la m thode de Marrero et Pardillo 35 D veloppement d une biblioth que 95 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT 1 Estimation des quatre propri t s tudi es par Marrero et Pardillo 35 pour le compos Ethyl acrylate Technique de contribution des Technique de contribution des L quation groupes CG interactions des groupes CIG La propri t Utilis e Val Est Val Est Val Est Val Est e le Par MP Par Bib Par MP Par Bib T k II 36 366 5 366 52 0 0054 373 9 373 88 0 0053 T k II 37 363 6 363 63 0 0082 374 9 374 93 0 008 Tc k gi 3g 5552 545 52 1 74 5522 553 54 024 Pc bar qg 39 360 35 98 0 05 36 6 36 55 0 136 Vc II 40 328 1 328 09 0 003 325 1 325 1 0 0 cm mole Tableau IV 27 Estimation des propri t s tudi es par Marrero et Pardillo 35 pour le compos Ethyl acrylate 2 Estimation des quatre propri t s tudi es par Marrero et Pardillo pour le
6. La m thode de d veloppement de cette biblioth que est bas e sur deux l ments principaux qui sont le concept de contributions des groupes et la structure de programmation orient e objet en tenant compte les possibilit s du FORTARN90 Les m thodes de contributions de groupes sont des m thodes qui permettent de calculer les propri t s physiques et thermodynamiques des substances chimiques moyennant un calcul basant sur les contributions de chacun de groupes formant les mol cules Ces m thodes ont l avantage de la pr diction rapide et du domaine d utilisation large D autre cot la m thode de programmation orient e objet est une m thode bas e sur des entit s principales appel es objets Cette derni re a l avantage de la cr ation des programmes Biblioth ques et Logiciels r utilisables facile g rer et maintenir Mots cl s Biblioth que Orient e objet Contributions de groupes FORTRAN 90 Abstract This work highlight the interest and method used to develop a library to calculate physical and thermodynamic properties Thus the interest rises from the needs to play two essentials roles consisting of service and advise roles The service role can be carried out to solve simulation and conception problems whereas the advice role allows to eliminate non efficient solutions The method of development is based on two main elements are group contributions concept and object oriented programming method taking in acco
7. Nombre des groupes de second ordre de type J Integer Dimension Pointer IDGPO Identification du groupe de premier ordre Integer Dimension Pointer IDGSO Identification du groupe de second ordre End Module Donb Glob IV 4 1 Donn s 1 par la m thode de Constantinou et Gani Code de la propri t d sir e a calculer 1 Code de la m thode d estimation 1 Nombre de types de groupes de premier ordre 1 Nombre d identification de groupes de premier ordre de type 1 1 Nombre de contributions de groupes de premier ordre de type 1 2 La valeur de W 0 Dans le cas de pr diction de premier ordre 1 Dans le cas de pr diction de deuxi me ordre Nombre de types de groupes de deuxi me ordre 1 D veloppement d une biblioth que 108 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT Nombre d identification de groupes de deuxi me ordre de type j 16 Nombre de contributions de groupes de deuxi me ordre de type 1 2 Parla m thode de Joback et Reid Code de la propri t d sir e calculer 1 Code de la m thode d estimation 2 Nombre de types de groupes de premier ordre 1 Nombre d identification de groupes de premier ordre de type 1 1 Nombre de contributions de groupes de premier ordre de type 1 2 IV 4 2 R sultats 1 M thode de Constantinou et Gani La valeur de La temp rature Critique Tc 305 417 K 2 M thode de Joback et Reid La valeur de La temp rature
8. Propyl disulfide 681 74 681 88 0 02 1 Pentanethiol 589 87 589 64 0 03 Tableau IV 9 Les r sultats de la temp rature critique concernant la collection des compos s D veloppement d une biblioth que 84 propos e par Chein 24 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT IV 3 4 Cas de la m thode de HAMAD GUPTA et EL HALWAGI Dans ce cas et afin de pr senter les compos s exemples propos s par HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 on a vu qu il est pr f rable de lister les exemples des cat gories A et B dans des tableaux s par s L quation utilis e pour les deux cat gories est l quation 11 20 1 Estimation de TLV TWA d une collection des compos s de cat gorie A Compos Contributions NCGPOTIxPI Aromaticit Acetaldhyde P1 P17 CNA Ac tique acid P1 P16 CNA Allyle alcool P2 P4 P6 P15 CNA Aniline 5xP30 P34 Benzyle Chloride P2 P28 5xP30 P31 1 3 Butadiene 2xP6 2xP4 Butane 2xP1 2xP2 n Butyle Amine P1 3xP2 P25 Butyle Ph nol P1 3xP2 4xP30 P31 P32 Chloro Tolu ne P1 4xP30 P31 P33 Cyclo Hexane 6xP3 Di thyle Amine 2xP1 2xP2 P24 Ethyl Bromide P1 P2 P29 Isopropyl Ether 4xP1 2xP5 P21 Nitro propane P1 2xP2 P26 Nitro Tolu ne P1 4xP30 P31 P35 Octane 2xP1 6xP2 Venyl Ac tate P1 P4 P6 P18 Tableau IV 10 L aromaticit et l identification de contributions des groupes qui constituent la collection des compos s organiques propos par
9. l quation 11 24 D bit de vapeur en Kmol h aux quations 1 4 et 1 5 La contribution du volume molaire du liquide de groupe de premier ordre du type 1 l quation 11 32 La contribution du volume molaire du liquide de groupe de deuxi me ordre du type j l quation 11 32 Le volume critique en Cm mol La contribution du volume critique de groupe de premier ordre du type i l quation 11 27 La contribution du volume critique de groupe de deuxi me ordre du type j l quation 11 27 Le volume molaire du liquide 298 15 K en Cm mol Le volume molaire du liquide 298 15 K en Cm mol Constante l quation IL 22 cette constante gale 0 en cas de pr diction de premier ordre et gale 1 en cas de pr diction de deuxi me ordre Le facteur acentrique La contribution du facteur acentrique de groupe de premier ordre du type 1 l quation IL31 D veloppement d une biblioth que XIII Nomenclateurs yi Zi BProPT La contribution du facteur acentrique de groupe de deuxi me ordre du type j l quation IL31 Quantit d crit un tableau contient les fractions des compos s constituent le m lange l quation 1 1 Cette quantit gale 1 en cas des compos s purs La fraction du liquide aux quations 1 6 et 1 7 Le nombre des cellules constitutives de l quation de Kurata et Isida Equation 11
10. 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 Table 2 Group Structural Unit et leurs codes D veloppement d une Biblioth que 125 BProPT Annexe5 Annexes CH2 r gt CH r gt C lt r C r C lt r OH OH A CHO 0 D veloppement d une Bibliotheque D I OO tn iUc D 126 Table 1 Les groupes de premier ordre et leurs codes 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 BProPT Annexe 6 Tableau de CHEIN HIUN TU 24 Annexe6 Annexes Annexe 7 Tableau de Elbro et al 21 Table 1 Les groupes de premier ordre et leurs codes CH3 1 CH2 2 CH 3 C 4 ACH 5 ACCH3 6 ACCH2 7 ACCH 8 ACC 9 CH2 10 CH 11 C 12 CH20H 13 CHOH 14 ACOH 15 CH3CO 16 CH2CO 17 CHCO 18 CHOH 19 CH3COO 20 CH2COO 21 CHCOO 22 COO 23 ACCOO 24 CH30 25 CH20 26 CHOH 27 COO 28 CH2CI 29 CHCI 30 CCl 31 CHCD 32 CCI3 33 ACCI 34 Si 35 SiO 36 D veloppement d une Bibliotheque 127 BProPT Annexe7 Annexes BProPT Annexe 8 Tableau de HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 Table 1 Les groupes de premier ordre et leurs codes CH3 1 CH2 2 CH c 3 CH2 4 CH 5 CH 6 CH c 7 CH c 8 C 9 10 c 11 C C 12 CH C 13 C C 14 OH 15 COOH 16 CHO 17 COO 18 HCOO 19 CO 20 O 21 O c 22 N 23 NH 24 NH2 25 NO2 26 CN 27 CI 28 Br 29 ACH 30 AC 31 ACOH 32 ACCI 33
11. La structure de ce type contient deux quantit s concernant les contributions des groupes des cat gories A et B respectivement La description de cette structure peut s crire sous la forme suivante Type TLVTW Private Real CGPOCA Contribution de groupes de premier ordre de cat gorie A Real CGPOCB Contribution de groupes de premier ordre de cat gorie B End Type TLVTW En ce qui concerne les diff rentes proc dures qui peuvent constituer cette classe il est possible de dire que cette derni re contient deux sortes des proc dures La premi re est con ue pour jouer le r le d importateur des valeurs de contributions n cessaires pour calculer la propri t De la m me fa on aux autres classes la deuxi me est con ue pour calculer la propri t elle m me La description de ces proc dures est la suivante D veloppement d une Biblioth que 72 Impl mentation Chapitre III BProPT Subroutine TW Get VCGPO IDGPO VCGPO IDGPO Tableau entier Tableau dynamique des entiers contient les nombres d identification des groupes de premier ordre VCGPO Tableau flottant de Tableau dynamique contient les valeurs de contributions type TLVTWA des groupes de premier ordre de type TLVTWA Tableau III 11 Le mod le de sous programme d importation des valeurs de contributions des groupes de TLV TWA Subroutine CAL TW IDGA IDGNA IDGPOL NCGATLNCGNAT TSNGPOL TSPDC TSADC TSHAL TSN TW Tableau entier Tableau
12. en trois sections fig 1 3 Lasection sup rieure est r serv e au nom de la classe gt La section moyenne est r serv e aux attributs de la classe gt La troisi me section est r serv e aux op rations m thode ou proc dure de la classe D veloppement d une biblioth que 11 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT Nom de la classe Op rations Figure I 3 Sch ma repr sente la structure d une classe La classe est d finie donc comme tant la description d un ensemble d objets qui partagent les m mes attributs et les m mes m thodes a Attributs Les attributs d un objet qui apparaissent dans sa structure de donn es sont associ s des domaines de valeurs Le domaine d un attribut est une classe primitive ou non Comme classes primitives on rencontre l entier le r el etc qui sont aussi appel es des attributs intrins ques D un autre c t un attribut non primitif est une construction form e par une ou plusieurs attributs primitifs ou non h t rog nes ou non 8 b M thodes Les m thodes permettent de d crire des aspects dynamiques d un objet c est dire son comportement Une m thode peut tre une proc dure ou fonction qui agit sur l tat de l objet 8 I 2 2 1 2 Relation d utilisation Une relation d utilisation entre classes signifie qu une instance de la classe source comprend galement le comportement d crit par la classe de destination On la rep
13. gorie B La valeur de contribution de groupe 1 l quation 1 3 Contribution de groupe l quation II 14 gt La contribution du groupe i de premier ordre l quation 11 22 Symbole d crit la famille chimique l quation 1 1 La contribution du groupe j de deuxi me ordre l quation 11 22 Le moment d plaire Fonction caract risant les quations du bilan massique l quation 1 4 gt Fonction caract risant quations du bilan nerg tique l quation 1 5 gt Fonction de la propri t l quation 1 3 Fonction de la propri t l quation 11 22 D bit de la charge en K mol h aux quations 1 4 et 1 5 Fonction de la propri t l quation ILA1 Le nombre de groupe constituant l quation 11 20 Fonction caract risant les quations de constante d quilibre l quation 1 6 gt Fonction caract risant l enthalpie du liquide l quation 1 7 D veloppement d une biblioth que X Nomenclateurs hr lvii hv NA n nh BProPT Fonction caract risant l enthalpie de vapeur l quation 1 8 Le nombre total de groupes constituent le compos l quation II 20 L enthalpie du liquide en KJ h l quation 1 5 et 1 7 La contribution du groupe i de premier ordre de l enthalpie de formation l quation 11 28 La contribution du groupe j de deuxi me ordre de l enthalpie de formation
14. gt N Organic Halides Once molecule CHO SH S SS gt CO Siloxane bond COOH D veloppement d une Biblioth que 123 Annexe4 Annexes Annexe 5 Tableaux de Wen et Qiang 136 BProPT Table 1 Group Adjacent Atom Pair Structural Unit et leurs codes Code Groupe CH3 H CH3 gt C lt CH3 C lt CH3 C CH3 gt C lt R CH3 C lt R CH3 O CH3 S CH3 gt N CH3 N CH3 NO2 gt CH2 gt C lt gt CH2 C lt gt CH2 C gt CH2 gt C lt R gt CH2 C lt R gt CH2 O gt CH2 S gt CH2 gt N gt CH2 F gt CH2 Cl gt CH2 Br gt CH2 I gt CH gt C lt gt CH C lt gt CH C gt CH CR gt CH C lt R gt CH O gt CH N gt CH F gt CH Cl gt C lt gt C lt gt C lt C lt gt C lt C gt C lt CR D veloppement d une Bibliotheque LA Swewrnranunbpwne WWW WWW D D D NWN NH NNN DWN nn RRR Re SU BB OS D TWO WON DN BR ND TWO D I A NA BW WN 124 gt C lt C lt R gt C lt O gt C lt F gt C lt Cl C Br CH2 C lt CH2 C CH2 C lt R CH gt C lt CH C lt CH C CH C CH CR CH C lt R CH O CH F CH Cl C lt gt C lt C lt Ce lt C lt C C lt C C lt C lt R C lt O C lt gt N C lt F C lt Cl CH C C g
15. s 2 m thyle 2 4 pentandiol et 3 m thyle butanoique acide par la m thode de Constantinou et Gani 3 3 Estimation de l nergie standard de Gibbs ESG pour les compos s 2 m thyle 1 3 butadi ne et 1 m thyle 2 ethyle benz ne Compos 1 m thyle 2 ethyle benz ne 2 m thyle 1 3 butadi ne Groupes de premier ordre Groupe NCGPOTI NCGPOTI CH 1 1 CH CH 1 CH C 1 ACH ACCH 1 ACCH 1 Groupes de deuxi me ordre Groupe IDGSO NCGSOTJ NCGSOTJ CHn CHm Cp Ck 11 1 Tableau IV 19 Identification des groupes des compos s 2 m thyle 1 3 butadi ne et 1 m thyle 2 ethyle benz ne suivant la m thode de Constantinou et Gani 3 D veloppement d une biblioth que 9 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT Compos AG Est KJ mol AG Est KJ mol Par CG Par Bib 1 m thyle 2 ethyle benz ne 131 007 131 007 2 m thyle 1 3 butadi ne 144 965 144 965 Tableau IV 20 Estimation de l nergie standard de Gibbs ESG pour les compos s 2 m thyle 1 3 butadi ne et 1 m thyle 2 ethyle benz ne par la m thode de Constantinou et Gani 3 4 Estimation du facteur acentrique W et du volume molaire du liquide 298 K Vs pour les compos s 2 3 4 Tetram thyle pentane et M thyle iso butyle c tone Compos 2 3 4 Tetram thyle pentane M thyle iso butyle c tone Groupes de pr
16. t s Conclusion BProPT Page II IH VII VIII XVI AN Q Q Q Q W NO NO NO me m oL w e O NO NO OOo OO Wo eae C D veloppement d une Biblioth que XVI Sommaire BProPT Chapitre II Analyse bibliographique et description des m thodes de contributions 24 II 1 Introduction 24 II 2 Classification des m thodes de contributions de groupes 24 11 2 1 M thodes bas es sur le principe de contributions de groupes 26 II 2 1 1 M thodes additives simples 26 II 2 1 1 1 M thode de Joback et Reid 1984 1987 26 IL 2 1 1 2 M thode d Elbro et Al 1991 29 1I 2 1 1 3 M thode de Chein Tu 1995 30 IL 2 1 1 4 M thode de HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 1997 32 IL 2 1 2 M thodes additives complexes 35 II 2 1 2 1 M thode de Constantinou et Gani 1994 35 II 2 1 2 2 M thode de Wilson et Jasperson 1996 40 11 2 2 M thodes basant sur les contributions des interactions des groupes 41 II 2 2 1 M thode Marrero et Pardillo 1996 41 W222 M thode de Wen et Qiang 2001 43 II 3 Critiques et choix des m thodes 46 11 3 1 Comparaisons des m thodes de contributions de groupes 46 11 3 2 Analyse des m thodes d estimation 48 II 4 Conclusion 50 Chapitre III Impl mentation Informatique 51 HI 1 Introduction 51 II 2 Identification des classes 51 III 2 1 Classe du comportement g n ral 52 III 2 2 Classes de propri t s 58 IIL 2 3 Outils de gestion des classes 69 III 2 3 1 Module fonction basique Fonc Bas 69 IIL 2 3 2 V
17. u pour un mod le contient plusieurs types des groupes halog n s Flottant d crivant la temp rature en kelvin Le poids mol culaire Le point d bullition D veloppement d une biblioth que 130 Annexe9 Annexes BProPT II Ent te sous programme CAL TW II 1 Signification des diff rentes variables II 1 a Ent te du sous programme CAL TW Subroutine CAL TW IDGA IDGNA IDGPOL NCGATI NCGNATJ TSNGPOL TSPDC TSADC TSHAL TSN TW II 1 b Signification des arguments de CAL TW IDGA Vecteur dynamique contenant les num ros d identification des groupes aromatique IDGNA Vecteur dynamique contenant les num ros d identification des groupes non aromatique IDGPOL Vecteur dynamique contenant les num ros d identification des groupes polaire NCGATI Vecteur dynamique contenant les nombres de contributions des groupes aromatiques de type 1 NCGNATJ Vecteur dynamique contenant les nombres de contributions des groupes non aromatiques de type TSNGPOL Test sur le nombre des groupes polaires TSNGPOL 0 dans le cas d existence de 0 ou 1 groupe polaire TSNGPOL 1 dans le cas d existence de plus d un groupe polaire TSPDC Test sur la polarit des compos s TSPDC 0 dans le cas des compos s non polaires TSPDC 1 dans le cas des compos s polaires TSADC Test sur l aromaticit des compos es TSADC 0 dans le cas des compos s non aromatiques TSADC 1 dans le cas des compos
18. valuation selon leur principe leur condition de calcul et leur domaine d utilisation Cette classification nous permet de d terminer ais ment la position des diff rentes techniques utilis es pour r aliser ce travail Donc les m thodes d estimation des propri t s peuvent se classer en terme de I 2 1 2 1 M thodes de r f rence Ce sont des m thodes qui peuvent v rifier une th orie ou valider d autres m thodes approximatives ou plus simples On peut citer parmi ces m thodes gt Les m thodes bas es sur la m canique quantique Les m thodes bas es sur la m canique mol culaire Les m thodes bas es sur la simulation mol culaire Ces m thodes pr sentent une haute pr cision cependant il est observ r cemment que le nombre de propri t s tudi es par ces m thodes ainsi que leurs domaines d utilisation sont tous limit s En plus leur application la conception de produits et de proc d s s av re n gligeable I 2 1 2 2 M thodes approximatives Ce sont des m thodes r sultantes d une r gression de quelques donn es exp rimentales Elles peuvent tre class es en deux cat gories a M thodes approximatives semi empiriques Ce type de m thodes comprend Les m thodes bas es sur la th orie des tats correspondants Les m thodes bas es sur la topologie et la g om trie Les m thodes bas es sur l addition de contributions des atomes liaisons groupes des mol
19. 2 2 4 Trim thyle pentane 2 3 3 Trim thyle pentane 2 3 4 Trim thyle pentane 2 M thyle 3 Ethyle pentane 3 M thyle 3 Ethyle pentane 2 2 3 3 Tetram thyle butane 2xP1 6xP2 3xPI 3xPI 3xPI 4xP1 4xP2 4xP2 4xP2 3xP2 4xP1 2xP2 4xP1 2xP2 4xP1 2xP2 4xP1 3xP2 2xP2 4xP1 3xPI 5xP1 5xP1 P2 P3 5xP1 P2 P3 5xP1 3xP3 4xP1 4xP2 P2 P3 2xP2 4xP1 3xP2 6xP1 2xP4 2xI2 xI29 12 2x13 329 130 2x12 I342x12942x130 2x12 I342x12942x130 12 3x14 2x129 131 3x13 129 130 155 12 3x13 3x130 4x13 129 2x130 2x1242x14412942x131 2xD 42x13 2x1304I55 3x12 129 3x130 12 13 3x14 130 156 2x13 3x14 130 131 12 2x13 2x14 131 156 5x 342xI55 2x12 2xI3 2xI30 155 3x12 14 3x131 6x1I4 171 Tableau IV 29 Identification des groupes et des interactions des groupes des isom res d Octane suivant la m thode de Marrero et Pardillo 35 D veloppement d une biblioth que 97 R sultats et Discussion Chapitre IV Technique Compos Technique de contribution des groupes CG BProPT Technique de contribution des interactions des groupes CIG Tb Est Tb Est K Par K Par MP Bib Tb Est K Par MP Tb Est K Par Je Bib n Octane 394 5 394 75 394 0 394 0 2 M thyle heptane 388 5 388 78 386 4 386 4 3 M thyle heptane 388 5 388
20. 4 92x10 4 91x10 0 20 n 403 1 N s m 11 12 3 91x10 3 91x10 0 00 n 423 3 N s n 11 12 3 40x10 3 39x10 0 29 Tableau IV 3 Les valeurs des propri t s tudi es par Joback et Reid 2 du compos p D veloppement d une biblioth que dichloro Benz ne 80 R sultats et Discussion Chapitre IV IV 3 2 Cas de la m thode d Elbro et al Estimation du volume molaire du liquide Vs hexad cane et poly m thyle acrylate Compos s l hexad cane 298 15 K pour les BProPT compos s L unit r p t e de poly m thyle acrylate Groupes de premier ordre Groupe NCGPOTI NCGPOTI CH 2 CH 14 CHCOO Tableau IV 4 Identification des groupes de l hexad cane et de l unit r p t e de poly m thyle acrylate suivant la m thode d Elbro et al 21 Vs Est Vs Est L quation Le compos u Cm mol Par Cm mol Par le Utilis e ELB Bib l hexad cane 11 13 294 39 294 39 0 L unit r p t e de pol ad 11 13 71 4 71 4 0 m thyle acrylate Tableau IV 5 Estimation du volume molaire du liquide a 298 15 des compos s Hexad cane et de l unit r p t e de poly m thyle acrylate par la m thode d Elbro et al 21 D veloppement d une biblioth que 81 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT IV 3 3 Cas de la m thode de Chein Dans cette section nous allons
21. 7 D autre part et pour illustrer le principe de calcul par cette m thode on prend l exemple d application suivant Estimer la valeur de Vs volume molaire de saturation de l hexad cane 298 15 K Tableau IL3 Les contributions de l exemple de calcul de Vs pour l hexad cane Vs 2x32 550 14x16 378 294 39 Cm mol D veloppement d une Biblioth que 29 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT II 2 1 1 3 M thode de Chein 1995 En 1955 Kurata et Isida 22 ont propos une m thode pour estimer la temp rature critique pour les n paraffines liquide L quation utilis e cet effet s crit sous la forme suivante Le AT Pel 11 15 Te Tel que X Nc 11 16 Ou X A BNe 11 17 D un autre c t et en 1990 Teja et al 23 ont essay d largir le domaine d utilisation de l quation II 15 aux n alcanes Les r sultats obtenus ont montr que l utilisation de la relation X Nc donne une mauvaise corr lation avec une erreur AAE de l ordre de 4 9 K alors que la relation II 1 7 donne une erreur de l ordre de 0 24 K ce qui favorise le choix de cette relation pour tre utilis e dans le mod le de pr diction de la temp rature critique des n alcanes Les valeurs de constantes de l quation II 15 de Kurata Isida 22 et de l quation 11 17 sont donn es au tableau II 4 Les constantes A B L quation II 15 6 2897x10 2 56086x10 11 17 0 1
22. 92 7 7 1 5 7 32 10 59 4 56 6 68 V 89 3 2 33 3 3 1 45 cm mol cm mol cm mol cm mol Tableau IL9 Sommaire statistique de test de r gression des r sultats de propri t s tudi es par Marrero et Pardillo 35 D veloppement d une Biblioth que 42 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT L analyse des r sultats du tableau 11 9 montre que 1 La pr cision de la technique des interactions de groupes comme le repr sente les valeurs de l erreur approximative absolue de standard d viation et de pourcentage de l erreur approximatif absolu est meilleur que celle de la technique de contributions de groupes simples et pour toutes les propri t s tudi es 2 La comparaison entre les diff rents mod les de propri t s montre que le mod le de la pression critique est plus pr cis que les mod les des autres propri t s 3 L estimation de la temp rature d bullition par l utilisation de nouveau mod le Equation 11 36 est mieux que celle obtenue par le mod le de Joback et Reid 2 IL 2 2 2 M thode de Wen et Qiang 2001 La m thode de contributions des interactions de groupes propos e par Wen et Qiang 36 est destin e pour calculer des propri t s critiques pour les compos s organiques purs Son principe est bas sur deux niveaux de contributions Le premier niveau utilise les contributions des interactions entre les groupes mais cette fois ci la m thode d identification
23. Critique Tc 401 954 K IV 5 Conclusion Dans ce chapitre et afin d illustrer la fiabilit de la biblioth que on a essay de tester les proc dures des diff rentes m thodes de pr diction utilis es pour r aliser ce travail En plus on a essay d expliquer les tapes n cessaires pour lier la biblioth que d velopp e biblioth que sous forme des fichiers DLL et fichiers LIB avec un programme utilisateur crit en FORTRAN 90 D veloppement d une biblioth que 109 R sultats et Discussion Conclusion Conclusion BProPT Conclusion g n rale Une biblioth que de propri t s physiques et thermodynamiques a t pr sent e dans ce m moire Cette biblioth que est bas e sur deux concepts l estimation des propri t s par la contribution des groupes et la programmation orient e objet Dans ce travail les tapes d velopp es en vue de l obtention de cette biblioth que sont 1 Une tape d num ration des techniques de pr diction des propri t s bas es sur le concept de contribution des groupes et des groupes d interaction Choix des m thodes les plus connues et plus pr cises Le choix rassemble les diff rents types de m thodes additiv simple additiv de plusieurs ordre interaction des groupes lin arit et non lin arit des mod les math matique de pr diction et autre forme sp cifique Pour chaque type un vecteur de groupes et de distribution indique respectivement le nombre la natu
24. La fonction objective minimiser s crit sous la forme suivante Yexp Yest Yexp OF N 100 11 21 c Cat gorisation Dans cette partie nous allons pr senter les crit res utilis s pour classer les compos s organiques utilis s dans l op ration de r gression selon les cat gories A et B et les caract ristiques de chaque cat gorie D veloppement d une Biblioth que 33 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT 1 Cat gorie A Contient les compos s qui ont z ro ou un groupe polaire gt En ce qui concerne les compos s aromatiques les contributions de groupes non aromatiques de la cat gorie A sont multipli es par la valeur 0 016119 gt La valeur de la constante C Equation II 20 est d termin e comme suit La valeur de la constante C pour les compos es aromatiques qui n ont pas de groupes polaires est gale 6 219642 Les autres compos s ont la valeur de C 11 426002 2 Cat gorie B Contient les compos es qui ont deux ou plusieurs groupes polaires gt En ce qui concerne les compos s aromatiques les contributions des groupes non aromatiques de la cat gorie B sont multipli es par la valeur 0 187254 gt La constante Q est gale 1 649004 pour tous les compos s La valeur de la constante C Equation II 20 est d termin e comme suite Les compos s non aromatiques avec tous les groupes polaires sont des groupes halog n s ont la valeur de C 5 381
25. Les interactions de groupes et les groupes de premier ordre de Wen et Qiang 36 et leurs nombres d identification 124 Annexe 6 Groupes de premier ordre de Chein 24 et leurs nombres d identification 126 D veloppement d une Biblioth que XVIII Sommaire BProPT Annexe 7 Groupes de premier ordre d Elbro et al 21 et leurs nombres d identification 127 Annexe 8 Groupes de premier ordre de HAMAD GUPTA et EL HALW AGI 29 et leurs nombres d identification 128 Annexe 9 Manuel d utilisation 129 D veloppement d une Biblioth que XIX Introduction Introduction g n rale BProPT Introduction g n rale L utilisation des logiciels de simulation pour la conception et l analyse des proc d s est devenue une d marche courante l chelle industrielle et la recherche scientifique Ces simulateurs de proc d s ont pour objectif de r soudre les quations de bilans et de d finir les courants inconnus dans les proc d s Ils sont compos s essentiellement de 1 Base de donn es de constituants chimiques 2 Serveur de propri t s 3 Biblioth ques des op rations unitaires 4 Solveur num rique La bases de donn es et le serveur de propri t s sont consid r s comme tant le coeur d un systeme de simulation de proc d s L obtention des valeurs de propri t s peut se faire 1 A partir des donn es exp rimentales 2 A partir des m thodes de pr diction fiables I n est pas possible tou
26. Liquide dans le mod le d quilibre Liq Vap 22 II 1 La fonction objective utils e par Joback et Reid 2 26 II 2 L quation de la Temp rature d Ebullition de Joback et Reid 2 27 II 3 L quation de la Temp rature de Fusion de Joback et Reid 2 27 II 4 L quation de la Temp rature Critique de Joback et Reid 2 27 II 5 L quation de la Pression Critique de Joback et Reid 2 27 II 6 L quation du Volume Critique de Joback et Reid 2 27 II 7 L quation de l Enthalpie de Formation de Joback et Reid 2 95 I 8 L quation de l Enthalpie de Vaporisation de Joback et Reid 2 27 II 9 L quation de l Enthalpie de Fusion de Joback et Reid 2 27 II 10 L quation de l Energie de Gibbs de Joback et Reid 2 27 IL11 L quation de la Capacit Calorifique de Joback et Reid 2 27 IL12 L quation de la Viscosit du Liquide de Joback et Reid 2 27 IL13 L quation du Volume molaire de saturation d Elbro et al 21 29 IL14 L quation des param tres de contributions du Volume Molaire de Saturation d Elbro et al 21 d IL15 L quation de la Temp rature Critique de Kurata et Isida 22 30 IL16 L quation de param tre de la Temp rature Critique Kurata et Isida 22 30 IL17 L quation de param tre de la Temp rature Critique de Teja et al 23 30 IL18 L quation de param tre de la Temp rature Critique de Chein 24 30 11 19 La fonction objective utilis e par Chein 24 31 D vel
27. N At Xj MAG 11 34 P 0 018233 T 0 96601 exp y 11 35 Tel que y 0 00922229 0 02904N 0 041 24 N CApa gt Mi Ap Pour v rifier la pr cision des mod les d velopp s Wilson et Jasperson 34 ont essay de comparer les valeurs de Tc et de Pc estim es par leur m thode avec les valeurs exp rimentales Les r sultats obtenus ont montr que 1 Cette m thode donne des valeurs tr s pr cises pour tous les deux propri t s L utilisation du niveau de deuxi me ordre donne des meilleures valeurs que celles obtenus par l utilisation du niveau de premier ordre 2 La pr cision de la pression critique Pc diminue dans le cas d utilisation d une valeur de la temp rature critique calcul e partir d une valeur estim e de la temp rature d bullition D autre c t la valeur de la temp rature critique est moins pr cise quand la temp rature d bullition d sir e est calcul e par la m thode de Constantinou et Gani 3 que celle de la valeur calcul e par l utilisation d une valeur exp rimentale de la temp rature d bullition D veloppement d une Biblioth que 40 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT II 2 2 M thodes basant sur les contributions des interactions des groupes II 2 2 1 M thode Marrero et Pardillo 1996 En 1996 Marrero et Pardillo 35 ont propos une m thode pour estimer les propri t s critiques et le point d bullition pour les compos s organiques
28. P T a bn Npc V at Ny Tableau II 7 Les quations caract ristiques de mod les des propri t s tudi es par Marrero et Pardillo 35 D veloppement d une Biblioth que 4 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT Les valeurs des param tres correctifs a et D des deux techniques sont list es au tableau II 8 Approche mE Contributions des interactions Contribution des groupes des groupes 11 36 218 13 204 66 11 37 0 366 149 84 0 404 156 00 11 38 0 5881 0 9305 0 5851 0 9286 11 39 0 1218 0 4609 0 1285 0 0059 wa ox p o 0m Tableau II 8 Les param tres de r gression concernant les quations d estimations pour les deux techniques de Marrero et Pardillo 35 Afin d illustrer la fiabilit de la technique des interactions de groupes et de la comparer avec celle de contributions de groupes Marrero et Pardillo 35 ont pr par un sommaire contient les tests de la collection des compos s utilis s dans l op ration de r gression Les r sultats obtenus sont list s au tableau II 9 Nombre Contributions de groupes Contributions des interactions Equation Propri t de simples de groupes utilis e es SAES T 50 10 11 K 13 94 K 2 86 4 99K 735K 1 34 50 I 9 4 11 36 138 Te 4 1 39 Pe 4 2 66 K 17 01 K 3 58 6 48 K 9 53 K 1 73 471K 632K 0 82 2 79 K 439K 0 48 2 03 bar 3 09 bar 5 30 1 06 bar 1 70 bar 2
29. Tc des isom res de Di m thyle hexane par la m thode de Constantinou et Gani 3 89 IV 16 Estimation de la temp rature d bullition Tb des isom res de Di m thyle hexane par la m thode de Constantinou et Gani 3 90 IV 17 Identification des groupes des compos s 2 m thyle 2 4 pentandiol et 3 m thyle butanoique acide suivant la m thode de Constantinou et Gani 3 90 IV 18 Estimation de la temp rature d bullition Tb des compos s 2 m thyle 2 4 pentandiol et 3 m thyle butanoique acide par la m thode de Constantinou et Gani 3 9 IV 19 Identification des groupes des compos s 2 m thyle 1 3 butadi ne et 1 m thyle 2 ethyle benz ne suivant la m thode de Constantinou et Gani 3 91 IV 20 Estimation de l nergie standard de Gibbs ESG pour les compos s 2 m thyle 1 3 butadi ne et 1 m thyle 2 ethyle benz ne par la m thode de Constantinou et Gani 3 92 IV 21 Identification des groupes des compos s 2 3 4 Tetram thyle pentane et M thyle iso butyle c tone suivant la m thode de Constantinou et Gani 33 92 IV 22 Estimation du facteur acentrique W pour les compos s 22 3 4 Tetram thyle pentane et M thyle iso butyle c tone par la m thode de Constantinou et Gani 33 93 IV 23 Estimation du volume molaire du liquide Vs 298 K pour les compos s 2 3 4 Tetram thyle pentane et M thyle iso butyle c tone par la m thode de Constantinou et Gani 33 93 IV 24 Identification des groupes du compos 2 Ethyle ph n
30. W Calcul du facteur acentrique par la m thode de Constantinou et Gani CALL CG Fact Acent IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ FA W Calcul de la pression critique par la m thode de Constantinou et Gani CALL CG Pres Critique IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ PC W Calcul de la temp rature critique par la m thode de Constantinou et Gani CALL CG Temp Critique IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ TC W Calcul de la temp rature d bullition par la m thode de Constantinou D veloppement d une biblioth que 132 Annexe9 Annexes CG Vol Critique CG Volmol Liq CT Temp Critique ELB Volmol Liq JR Cap Cal JR Energs Form JR Enths Form JR Enths Fus JR Enths Vap JR Pres Critique JR Temp Critique JR Temp Ebull JR Temp Fus JR Vis Liq JR Vol Critique D veloppement d une biblioth que BProPT et Gani CALL CG Temp Ebull IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ TB W Calcul du volume critique par la m thode de Constantinou et Gani CALL CG Vol Critique IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ VC W Calcul du volume molaire de liquide par la m thode de Constantinou et Gani CALL CG Volmol Liq IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ Vs W Calcul de la temp rature critique par la m thode de Chein Hsiun Tu CALL CT Temp Critique IDGPO NCGPOTI TC CMP Calcul du volume molaire de liquide par la m thode de Elbro et AI CALL ELB Volmol Liq IDGPO NCGPOTI Vs T Calcul de la capacit calorifique par la m thode de Job
31. compos m Terphenyl Technique de contribution des Technique de contribution des L quation groupes CG interactions des groupes CIG Utilis e Val Est Val Est Val Est Val Est jei e2 Par MP Par Bib Par MP Par Bib La propri t Ty k II 36 652 3 652 3 645 3 645 28 0 003 Ty k II 37 697 2 697 16 649 3 649 25 0 0077 Tc k II 38 893 5 913 5 907 3 917 63 1 76 Pc bar 11 39 27 1 27 06 n e Ve 732 1 732 09 0 0 cm mol uh Tableau IV 28 Estimation des propri t s tudi es par Marrero et Pardillo 35 pour le compos m Terphenyl D veloppement d une biblioth que 96 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT De la m me mani re et sans tenir en compte les d tailles repr sentant les groupes et les interactions des groupes constituent les mol cules nous allons pr senter les valeurs de la temp rature d bullition obtenue par l utilisation de l quation 1I 37 d une collection contient les isom res d Octane Le poids mol culaire est gal 144 g mol Compos Contributions des groupes NCGPOTIxPI Contributions des interactions des groupes NCIGPTIxI n Octane 2 M thyle heptane 3 M thyle heptane 4 M thyle heptane 2 2 Dim thyle hexane 2 3 Dim thyle hexane 2 4 Dim thyle hexane 2 5 Dim thyle hexane 3 3 Dim thyle hexane 3 4 Dim thyle hexane 3 Ethyle hexane 2 2 3 Trim thyle pentane
32. cules Les m thodes bas es sur l addition sont les plus utilis es dans les processus de conception de produits et de proc d s les m thodes bas es sur la topologie et la g om trie ont le domaine d application le plus vaste alors que les m thodes bas es sur le principe des tats correspondants sont les plus pr cises mais limit es dans les applications D veloppement d une biblioth que 6 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT b M thodes approximatives empiriques Ce sont des m thodes obtenues partir de la corr lation des donn es exp rimentales Le domaine d application de ces m thodes couvre les propri t s primaires et secondaires Il est noter aussi que ces m thodes sont applicables la conception des proc d s biochimiques et environnementaux Le sch ma d crivant la pr c dente classification est repr sent dans la figure 1 2 I 2 1 3 Choix de la m thode d estimation Le choix de la m thode d estimation de propri t s repose sur plusieurs facteurs essentiels parmi lesquels on cite la sensibilit Comme exemple de la sensibilit des concepts aux valeurs des propri t s soit la s paration r active de m ta et para xyl ne Le m lange dans la r action est constitu des compos s suivants le di tertio butyle benz ne le m ta xyl ne le tertio butyle m ta xyl ne le tertio butyle benz ne le benz ne et le para xyl ne Pour calculer l quilibre chimique et phasiq
33. de ces interactions est diff rente de celle de la m thode de Marrero et Pardillo 35 Les modifications apport es impliquent la r gle du choix de groupes Ces modifications visent r duire le nombre des param tres du mod le utilis nombre de contributions de groupes pour augmenter la pr cision des valeurs calcul es a Identification des interactions de groupes Dans la plus part des compos s organiques il est tr s connu que le nombre des groupes contenant un atome de carbone est sup rieur celui des autres groupes D autre c t chaque groupe contient un ou plusieurs atomes connect s avec les autres groupes travers leurs liaisons libres Si un pair constitu d un groupe contenant un atome de carbone et un atome voisin est s lectionn comme tant une unit ind pendante la somme des unit s constituant la structure mol culaire des compos s organiques sera plus petite que celle des unit s constitu es d un groupe contenant d un atome de carbone et d un groupe voisin Comme exemple le nombre des groupes voisins au groupe CH3 gale 28 groupes alors que le nombre des atomes D veloppement d une Biblioth que 43 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT voisins ce groupe gale 11 groupes seulement Donc et afin de r duire le nombre des interactions de groupes Wen et Qiang 36 ont s lectionn des unit s constitu es d un groupe contenant un atome de carbone et d un atome voi
34. dynamique des entiers contient les nombres d identification des groupes aromatiques Tableau entier Tableau dynamique des entiers contient les nombres d identification des groupes non aromatiques Entier Entier identifiant le nombre d identification du groupe polaire Tableau entier Tableau dynamique des entiers contient le nombre de contributions des groupes aromatique de type 1 Tableau entier Tableau dynamique des entiers contient le nombre de contributions des groupes non aromatique de type Entier Test sur le nombre des groupes polaires Entier Test sur la polarit des compos s Entier Test sur l aromaticit des compos es Entier Test sur la totalit des groupes non polaires sont tous Cl ou Br ou non Entier Test sur la totalit des groupes polaires sont tous N ou non Flottant R el repr sente la propri t calculer Tableau IIL 12 Le mod le de sous programme de calcul de TLV TWA D veloppement d une Biblioth que 73 Impl mentation Chapitre III BProPT III 3 Module global Cal Prop Le module Calc Prop est une construction qui rassemble la d finition de toutes les classes des propri t s d crites pr c demment l exception de la classe TLV TWA qui forme un cas particulier La structure de ce module contient deux l ments essentiels sont la partie d clarative r serv e la d finition des diff rentes classes utilis es par ce module et le sous programme du comportement
35. f y daAN OF INL Gda Had fen Z iefp PUF NL Gd 422 ND zr GOT EZ pole nA 2 AN y ait Gindi a HEC fA edi RF HA GR UF YAU HB Kc aar K gaz Nen mE Ki L7 90 LfereASU dB d K Adan Ad2 fpPNDK GadzHflEt JERE R sum Dans le cadre du pr sent travail nous avons d velopp et r aliser une biblioth que regroupant les proc dures de calcul des propri t s physiques et thermodynamiques des corps purs L int r t de d veloppement de cette biblioth que provient des besoins pour jouer des r les essentiels se manifestant par les r les de service et de conseil Le r le de service peut se jouer en cas des besoins pour r soudre les diff rents probl mes de conception et de simulation alors que le r le de conseil permet d liminer les solutions non efficaces au probl me pos La m thode de d veloppement de cette biblioth que est bas e sur deux l ments principaux qui sont le concept de contributions des groupes et la structure de programmation orient e objet en tenant compte les possibilit s du FORTARN90 Les m thodes de contributions de groupes sont des m thodes qui permettent de calculer les propri t s physiques et thermodynamiques des substances chimiques moyennant un calcul basant sur les contributions de chacun de groupes formant les mol cules Ces m thodes ont l avantage de la pr diction rapide et du domaine d utilisation large D autre cot la m thode de programmation orient e objet est une m thode bas e sur des enti
36. f90 JB sie got l ugs Set Active Project laf Jesena al Add To Project Le New u TO GE New Folder os taf Rs tie bi emen ba resi EL aem 8 cokponents and Controls E BProPT 1 Classe U Donb Glo ICON1 rc Utilisat External Progran Utilisateur progiam define an example to test the totality of the properties and the methods of evaluation Program Utilisateur Modules Use Donb Glob Use Calc Prop Use Class UMilisateur INCLUDE ICOW1 FD IXP ICM ICL I K Write Entirer le code de la methode d estimation gril j ara Lan D Configuration USER4 Vin32 Debug 4 4 1 fidhier s copil s Linking EM USER4 exe error s 0 warning s sf TED cuits dus Y Find in Files 1 Y Find in Files2 7 Es Inserts existing file s into project In13 Cd38 REC COL OVA READ Menu Project Add To Project USER4 Microsoft Developer Studio F Utilisateur f90 laj xj B re Edit View Insert project Build Tools Window Help 8 x lals ug me 2 c mie mf Wie gt O 2 c n M Saidat M Korichi and L Touhami Workspace US USERS fil E BProPT 1 f Insert Files into Project 2 x Rechercher dans Debug 3 ter E3 gt BProPT dll a calc_prop mod energs_formmod 38 e
37. g n ral L objectif du sous programme global est concu pour organiser la totalit des classes des propri t s facilite leur utilisation et g n rer l interface entre le programme utilisateur et la biblioth que BProPT Il peut tre illustr ci dessous Subroutine Cal Prop IDNP IDNM IDGPO NCGPOTI IDGSO NCGSOTJ NOP W CME NTA NR CMP FC T MW TB e IDNP est un entier d crit le code de la propri t d sir e calculer Le nombre des codes utilis s cet effet correspondant au nombre des propri t s disponibles ou utilis es pour construire la biblioth que mais toujours l exception de TLVTWA et condition que la d finition de la classe convenable cette propri t est pr sente dans la partie d clarative du module Ca Porp Les valeurs de codes des propri t s sont s lectionn es pour s tendre de 1 jusqu 13 La distribution de ces codes est devenue comme suite Le code 1 est r serv la temp rature critique Donc une valeur de IDNP 1 signifie que la propri t s lectionn e est celle de la temp rature critique De la m me mani re la totalit des codes et des propri t s correspondantes sont list e dans le tableau III 13 D veloppement d une Biblioth que 74 Impl mentation Chapitre III BProPT La propri t correspondante La temp rature critique TC La pression critique PC Le volume critique VC La temp rature d bullition TB La temp r
38. h rite des propri t s de la D veloppement d une Biblioth que 59 Impl mentation Chapitre III BProPT classe Temp Ebull Le type de cette relation appel Utilisation c est dire il y a une classe qui utilise une autre classe mais aucune des deux classes est inclue dans l autre d utilisation Type TCPO Type TBPO Type TCSO Type TBSO CG Temp Critique JR Temp Critique CG Temp Ebull MP Temp Critique JR Temp Ebull WJ Temp Critique MP Temp Ebull WQ Temp Critique CT Temp Critique Figure III 4 Sch ma repr sente la relation d utilisation III 2 2 2 D claration de types d riv s Dans cette section nous essayons d expliquer les r gles utilis es pour construire les diff rents types d riv s concernant chacune des classes des propri t s Contrairement de la classe Get Valcont les types d riv s concernant les classes des propri t s ont t construis selon le nombre des m thodes utilis es pour calculer chacune des propri t s c est dire le nombre de contributions des groupes arrang es dans le type d riv est gale au nombre des m thodes utilis es pour calculer la propri t Il est noter qu il y a des m thodes qui disposent de deux nivaux de contributions des groupes Pour cela on a vu qu il est pr f rable de construire deux types d riv s l un pour les groupes de premier ordre et l autre pour les groupes de deuxi me ordre Il est noter que chacune des contributions de group
39. la cat gorie B D veloppement d une biblioth que 88 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT IV 2 1 4 Cas de la m thode de Constantinou et Gani Dans ce cas nous allons pr senter les valeurs de quelques propri t s prises comme exemples concernant quelques compos s organiques et de les comparer avec les valeurs quivalentes obtenues d apr s la biblioth que 1 Estimation de la temp rature critique Tc et de la temp rature d bullition des isom res de di m thyle hexane 2 3 2 4 2 5 Compos s Di m thyle hexane Di m thyle hexane Di m thyle hexane Groupes de premier ordre Groupe IDGPO NCGPOTI NCGPOTI NCGPOTI CH 1 4 4 4 CH 2 2 2 2 CH 3 2 2 2 Groupes de deuxieme ordre Groupe IDGSO NCGSOTJ NCGSOTJ NCGSOTJ CH3 CH 1 1 2 CH CH3 CH CH3 3 1 Tableau IV 14 Identification des groupes des isom res de Di m thyle Hexane suivant la m thode de Constantinou et Gani 3 1 1 Estimation de la temp rature critiques Tc Compos Tc Est K Tc Est K Par CG Par Bib 2 3 Di m thyle Hexane 566 60 566 600 2 4 Di m thyle Hexane 555 41 555 412 2 5 Di m thyle Hexane 548 81 548 803 Tableau IV 15 Estimation de la temp rature critique Tc des isom res de Di m thyle hexane par la m thode de Constantinou et Gani 3 D veloppement d une biblioth que 89 R sultats et Discussion Chapitre IV 1 2 Estimat
40. no ring CH via double bond CH CH CH C lt CH C CH CH CH C lt CH C CH C lt r CH F CH CI CH 0 CH CHO CH COOH CH COO o CH COO c CH CN Interaction with no ring C via double bond C lt C Interaction with no ring C lt via Simple bond C lt C lt r C lt F C lt Cl D veloppement d une Bibliotheque 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 102 103 Interaction with no ring C via triple bond Interaction with ring CH2 via single bond CH2 r CH2 r CH2 r gt CH r CH2 r C r CH2 r CH r CH2 r C lt r CH2 r O r CH2 r CO r CH2 r NH r CH2 r S r Interaction with ring gt CH via single bond gt CH r gt CH r gt CH r gt C lt r gt CH r O r gt CH r gt CH rr gt CH r OH a gt CH r gt C lt r gt CH r C lt r gt CH r gt C lt rr gt CH r C lt rr gt CH r F Interaction with ring CH via double bond CH r CH r CH r C lt r CH r N r 121 Annexe3 Annexes Interaction with ring CH r CH r CH r C lt r CH r O r CH r NH r CH r N r CH r S r Interaction with ring C lt via double bond C lt r N r Interac
41. optimales et de minimiser l erreur de pr diction l op ration de r gression a t effectu e pour minimiser la fonction de sommation des erreurs obtenues par la diff rence entre les valeurs estim es de propri t s et celles exp rimentales La fonction objective s crit sous la forme suivante OF Y Y m p d exp II 1 Les quations caract ristiques de propri t s tudi es sont list es au tableau II 1 Le tableau II 1 pr sente deux propri t s d pendantes de la temp rature savoir la capacit calorifique des gaz parfaits Cp et la viscosit liquide La premi re propri t est applicable pour un domaine de temp rature comprise entre 273 et 1000 K alors que la deuxi me est valide dans un intervalle de temp rature qui s tend de la valeur de la temp rature de fusion Tf jusqu une temp rature r duite Tr correspondante 0 70 D veloppement d une Biblioth que 26 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT T 198 2 gt Nithi Ty 122 5 E Ni T T 0 584 0 965 Y Nite QN P T 0 113 0 0032n4 X Nip V 175 DNV oj AH 298 68 29 Niig AH 15 30 Ng AH 0 88 Nihfui AG fog 53 88 X Nigg C NaiCpai 23793 YENp Cpp 0210 XT EN Cp 3 91x10 xT E Na4 Cp 2 06x107 x T nr MWxexp Naini ai 5597 82 T xd Noite bi 11 202 Tableau IL1 Les quations caract ristiques de mod les des prop
42. programme et qui offre la possibilit de d finir les types abstraits de donn es D veloppement d une biblioth que 17 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT En plus il n existe pas des protocoles de communication entre objets par invocation des m thodes ou envoi des messages mais on note qu il est possible de jouer ce r le par les sous programmes Donc la notion du module offre en fait plusieurs perspectives D finition du type de structure commune plusieurs unit s de programme Partage de donn es entre plusieurs unit s de programme Cr ation des biblioth ques de proc dures Cr ation de type abstrait de donn es Les notions d h ritage simple et multiple sont absentes mais il est possible d invoquer un module par des autres modules et de cr er des modules qui h ritent des propri t s d un autre module 13 On peut dire qu un langage supporte un style de programmation s il donne des facilit s pour le faire convenable e i facile raisonner s curis et efficace pour l utiliser D un autre c t on peut dire qu un langage ne supporte pas une technique s il demande un effort exceptionnel pour cr er un tel programme La FORTRAN 90 n est pas donc un vrai langage de programmation objet mais on peut r aliser ce type de programmation par ce langage 14 I 2 3 Biblioth ques I 2 3 1 Cr ation d un programme La cr ation d un programme comprend les tapes su
43. que les proc dures d importation de valeurs de contributions des groupes de toutes les m thodes utilisent le m me nom g n rique Get VCGPO et que les proc dures d importation des valeurs de contributions des groupes de seconde ordre ont le nom g n rique Get VCGSO III 2 2 Classes de propri t s Dans cette section nous allons expliquer le principe de base et les r gles utilis es pour r aliser les diff rentes classes des propri t s De la m me fa on que la classe du comportement g n rale la totalit des classes des propri t s peuvent contenir les l ments essentiels suivants 1 La d claration des classes et des modules assistants 2 La d claration des types d riv s caract risant la classe 3 L impl mentation des fonctions ou des proc dures n cessaires agissant sur les types d riv s III 2 2 1 D claration des classes et des modules assistants Cette section de la classe peut contenir soit la d claration des classes et des modules assistants en m me temps soit la d claration des modules assistants seulement ce qui signifie que la partie d clarative de chacune des classes peut tre soit de premi re cat gorie modules assistants seulement soit de deuxi me cat gorie classes et modules assistants en m me temps D veloppement d une Biblioth que 58 Impl mentation Chapitre III BProPT 1 Premi re cat gorie Cette classe est ind pendante des autres classes cela signif
44. sentant les sous contributions des groupes de deuxi me ordre rassembl s dans le sous type d riv CPSCG2 de la m thode de Constantinou et Gani III 2 2 3 Impl mentation des fonctions Dans cette section nous essayons en premier lieu d expliquer la mani re suivie pour impl menter les fonctions ou les proc dures des diff rentes techniques de calcul utilis es pour construire les classes des propri t s puis de d terminer les sous programmes des diff rentes m thodes caract risant chacune des classes des propri t s III 2 2 3 1 Etapes de l impl mentation 1 Nomination La r gle utilis e pour tous les sous programmes prend en consid ration l appellation par un nom compos de deux l ments gt Abr viation d signant le nom de la m thode gt Abr viation d signant le nom de la propri t D veloppement d une Biblioth que 65 Impl mentation Chapitre III BProPT Pour illustrer cette r gle on consid re les exemples suivants Nom du sous Nom de la Nom abr g de Nom de la Nom abr g de programme m thode la m thode propri t la propri t CG Temp Critique M thode de La temp rature Temp Critique Constantinou et critique Gani CG Press Critique M thode de La pression Press Critique Constantinou et critique Gani JR Temp Critique M thode de Latemp rature Temp Critique Joback et Reid critique Tableau II 4 Exemples illustrent la r gle de nomination des s
45. suivants D veloppement d une Biblioth que 61 Impl mentation Chapitre III BProPT Nom du type Nom de la Symbole de la Ordre des Symbole de d riv propri t propri t contributions l ordre La temp rature Contribution de critique premier ordre La temp rature Contribution de critique deuxi me ordre Tableau IIL 2 Exemple illustre la r gle de nomination des types d riv s En ce qui concerne la nomination de contributions constituant chacun des types d riv s on peut dire que le nom abr g est constitu de trois sections 1 La premi re concernant le nom d crivant la propri t 2 La deuxi me concernant l ordre des contributions P S 3 La troisi me concernant le nom de la m thode Nom de la propri t Ordre des Contributions Nom de la m thode M thode de Temp rature i Premier ordre P Constantinou et Gani critique TC CG TCPCG Temp rature Critique de Premier ordre de Constantinou et Gani Tableau IIL3 Exemple illustre la r gle de nomination des contributions constituant les types d riv s concernant les classes des propri t s L instruction Private permet d encapsuler les constituants individuels du type d riv Cela signifie qu en cas d utilisation du module qui contient ce type d riv dans une autre unit de programme il est possible de d finir les types d riv s TCPO et TCSO mais les constituants individuels comme par exemple TC1 TCPCG et TC2 TCSW
46. t effectu e pour d velopper une m thode bas e sur des contributions de groupes simples La m thode d velopp e a chou d estimer les valeurs de TLV TWA Pour cela les auteurs ont essay d tudier ces valeurs et de concentrer leur attention sur la toxicit due l effet de fonctions chimiques Les r sultats de v rification aux valeurs de TLV TWA ont conduit observer que les compos s qui ont deux ou plusieurs groupes polaires tendent avoir des valeurs inf rieures celles qui ont z ro ou un groupe polaire Pour cette raison les compos s organiques ont t divis s en deux cat gories A et B selon le nombre de groupes polaires voire cat gorisation D veloppement d une Biblioth que 32 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT Il est noter que la collection de groupes utilis e pour diviser l ensemble de compos s organiques pour les deux cat gories A et B est similaire celle utilis par Fredenslund et al 31 pour estimer la solubilit des compos s organiques b Mod le de pr diction Le mod le de pr diction propos pour estimer les valeurs de TLV TWA s crit sous la forme suivante Qp G TLV TWA p ppmw 2 rg Og C 11 20 g La valeur absolue est utilis e pour assurer que la valeur estim e sera toujours positive Pour d terminer les valeurs de contributions de groupes une op ration d optimisation bas e sur une analyse de r gression non lin aire a t effectu e
47. travail 2 La position du probl me autrement dit la pr sentation du but de d veloppement de la biblioth que 1 2 Terminologies Dans cette section nous essayons de projeter la lumi re d un c t sur les propri t s physiques et thermodynamiques de point de vue leur classification ainsi que la description des diff rentes techniques utilis es pour estimer ces propri t s principalement les m thodes bas es sur le concept de contributions des groupes organiques fonctionnels et de l autre c t sur la mod lisation et la programmation orient e objet I 2 1 Propri t s physiques et thermodynamiques I 2 1 1 Classification Les propri t s physiques et thermodynamiques des compos s purs et des m langes peuvent tre class es en terme de propri t s implicites et propri t s explicites I 2 1 1 1 Propri t s implicites Ce type de propri t s n a pas de mod le math matique de pr diction Cela signifie que les valeurs des propri t s ne peuvent tre obtenues qu exp rimentalement seulement 1 2 1 1 2 Propri t s explicites Dans ce type de propri t s la d termination des valeurs est r alis e suivant deux m thodes d estimation D veloppement d une biblioth que 3 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT 1 Les mod les de pr diction math matique 2 Les mesures exp rimentales Les propri t s explicites peuvent se repartir en deux classes a Propri t s pri
48. utilis es la conception de la biblioth que Le r le de chacun de ces mod les est concu pour construire les sous programmes caract risant chacune des propri t s calculable par la m thode convenable ce mod le La totalit de ces modeles peut tre classer en deux types a Mod les globaux Les sous programmes mod les globaux sont des entit s basant sur les arguments globaux seulement Le sous programme mod le global de chacune des m thodes de pr diction est utilis pour construire la plus part des sous programmes caract risant les propri t s calculables par cette m thode La structure de chaque sous programme mod le peut contenir les l ments constituants suivants Subroutine NDM NDP Les arguments globaux SP NDM est le nom de la m thode NDP est le nom de la propri t SP estle symbole de la propri t Tableau III 5 La structure d un sous programme mod le global D veloppement d une Biblioth que 67 Impl mentation Chapitre III Comme exemple on consid re le mod le de Joback et Reid Subroutine JR NDP IDGPO NCGPOTI SP Tableau entier Tableau dynamique des entiers contient les nombres d identification des groupes de premier ordre Tableau entier Tableau dynamique des entiers contient le nombre de contributions des groupes de premier ordre de type 1 Flottant R el repr sente le symbole de la propri t Tableau IIL 6 Le mod le de Joback et Reid
49. 03 11 22 34 Wilson G M and Jasperson L V 1995 Critical Constants Tc and Pc Estimation Based on Zero First and Second Order Methods Paper Given at AIChE Spring National Meeting February New Orleans La USA 25 29 35 Marrero M J and Pardillo F E 1999 Estimation of Pure Compounds Properties Using Group Interaction Contribution AICRhEJ 45 615 621 36 Wen X and Qiang Y 2001 A New Group Contribution Method for Estimating Critical Properties of Organic Compounds Ind Eng Chem Res 40 624 625 115 Annexes Annexes BProPT Annexe 1 Tableaux de Constantinou et Gani 3 21 33 Table 1 Les groupes de premier ordre et leurs codes Groupe CH3 CH2 CH C CH2 CH CH CH CH2 C CH C C C CH2 C CH ACH AC ACCH3 ACCH2 ACCH OH ACOH CH3CO CH2CO CHO CH3COO CH2COO HCOO CH30 CH20 CH O FCH20 CH2NH2 CONHCH3 CHNH2 CONHCH2 CH3NH CON CH3 2 CH2NH CONCH3CH2 CHNH CON CH2 2 CH3N CH2N ACNH2 C5H4N CSH3N CH2CN COOH D veloppement d une Biblioth que 116 Annexel Annexes BProPT Table 2 Les groupes de deuxi me ordre et leurs codes CH3 2CH CH3 3C CH CH3 CH CH3 CH CH3 C CH3 2 C CH3 2C CH3 2 3 Membred ring 4 Membred ring 5 Membred ring 6 Membred ring 7 Membred ring CHn CHm Cp Ck k n m p 0 2 CH3 CHm CHn n m e 0 2 CH2 CHm CHn n me 0 2 CH CHm CHn or C CHm CHn n m e 0 2 CcyclicC m m gt 1 CH3CH3 CHCHO or
50. 076 Les compos s non aromatiques avec tous le groupes polaires comme groupes nitrog nes ont une valeur de C 18 105371 Les autres compos es ont la valeur de C 13 751305 Les groupes de cat gories A et B utilis s par HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 sont donn s dans l annexe 8 d Compos s exclus de cette tude 1 Compos s ont des TLV TWA tr s grandes Il est observ dans cette tude qu il y a des compos s qui ont des valeurs tr s grandes par rapport aux autres compos s ce qui ne permet pas d obtenir sur une r gression tr s satisfaisante Ces compos s comportent l thanol l ac tone chlorure d thyle m thyle ac tyl ne et le m thylal Tous ces compos s ont des valeurs de TLV TWA gales 1000 ppm 2 Compos s irr guliers L hexane et le 2 hexanone sont exclus du mod le Ces deux compos s ont des valeurs de TLV TWA tr s basses en comparaison avec le reste des compos s qui ont des groupes similaires Comme exemple l hexane a une valeur de 50 ppm alors que le butane et l heptane ont des valeurs de 800 et 400 ppm respectivement D veloppement d une Biblioth que 34 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT 3 Compos s aromatiques sp cifiques Il y a deux types des compos es aromatiques exclus sont a Les compos s qui ont seulement des groupes ACH et groups AC comme le cas de benz ne naphtal ne et le bi ph nyle Ces compos s tendent d avoir des valeurs tr s peti
51. 15 La fraction du compos i la phase liquide Equation 1 4 La fraction du vapeur aux quations 1 6 et 1 8 La fraction du compos i la phase vapeur Equation 1 4 gt La fraction du compos i la charge Equation 1 4 Symboles Grecques Constante d pend du groupe polaire pour la cat gorie A l quation II 20 AH ie 29g Enthalpie standard de formation 298 K en KJ mol Atej Atek Enthalpie de Fusion en KJ mol Enthalpie standard de vaporisation en KJ mol Energie libre de Gibbs 298 Ken KJ mol Le param tre de l unit structurelle du paire contenant un groupe 1 et un atome voisin j l quation II 41 Le param tre de l unit structurelle relative du groupe du type k qui ne contient pas un atome de carbone l quation 11 41 La contribution de la pression critique de deuxi me ordre du type j l quation 1 35 La contribution de la pression critique de premier ordre du type k l quation 1 35 La contribution de la temp rature critique de deuxi me ordre du type j l quation 11 34 La contribution de la temp rature critique de premier ordre du type k l quation 11 34 Une propri t quelconque D veloppement d une biblioth que XIV Nomenclateurs Tli i T rBi BProPT La contribution de la viscosit liquide de type A l quation II 12 La contribution de la viscosit liquide
52. 2 2 2 2 2 Do Wrjte x Entrer le code de Xa methode d estimation Re Do si hi Cat Vere TONM TOODO MOCDONT TAOCA NOCCOTT ws 4 AX denfiguration USER4 Win32 Debug A 1 fichier s copil s linking USER4 exe 0 error s 0 warning s STEIN uita Debug X Find Files 1 X Find in Files2 7 Nett oft Changes options Fin 13 038 REC COL OVA READ USER4 Microsoft Developer Studio F Utilisateur f90 8ix B File Edit View Insert Project Build Tools Window Help 5 x d MO me 2 nae wk e gt o B Aal res eee tt M Saidat M Korichi and L Touhami B Platform Show directories for Est the totality pds of evaluation wina2 gt Pr Directories External c program files devstudio Include C Program Files DevStudio DF IMSL Include C Program Files DevStudio WC lnclude C Program Files DevStudio DF nclude D program files msdevSINCLUDE C Program Files DevStudio MYPROJECT9 INCLUDE Borel 0 OPT DEBUG 4 Linking USER4 exe 0 error s 0 warning Build Debug X Find in Files 1 X Find in Fileb2 7 ll REC COL OVA READ Include Files Show Directoires for F TEST11 DOSSIER2 BPROPT DEBUG 5 Il est noter que le programme utilisateur n cessite le fichier BProPT DLL durant l ex cution et
53. 60864 0 9222 Tableau II 4 Les valeurs des constantes des quations II 15 et 11 17 Chein 24 a essay d utiliser l quation II 15 et les tudes de Teja et al 23 pour d velopper une m thode qui prend en consid ration le concept de contributions de groupes et applicable pour tous les compos s organiques Le principe de cette m thode comprend le remplacement du terme Nc nombre des atomes de carbones dans l quation II 17 par une fonction de sommation de contributions de groupes pr sents dans la mol cule L quation modifi e de l quation II 17 peut tre crite sous la forme suivante X 0 160864 M pw 11 18 D veloppement d une Biblioth que 30 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT Les groupes utilis s par Chein 24 sont donn s dans l annexe 6 D autre c t et afin de d terminer les contributions de groupes bi une collection contient 532 compos s organiques a t pr s lectionn e et utilis e dans une op ration de r gression L algorithme utilis est celui de Marquardt pour une r gression non lin aire et la fonction objective minimiser est la fonction des moindres carr es Cette derni re peut s crire sous la forme suivante 2 M OF T oT 1 19 i lV ciexp ciest Il est noter qu il y a des corrections intervenant dans les contributions de groupes halog n es cause de la d clinaison de contributions r sultant de groupes halog n s consti
54. 78 386 3 386 3 4 M thyle heptane 388 5 388 78 386 3 386 3 2 2 Dim thyle hexane 382 2 382 44 379 8 379 79 2 3 Dim thyle hexane 382 5 382 80 385 8 385 8 2 4 Dim thyle hexane 382 5 382 80 378 7 378 7 2 5 Dim thyle hexane 382 5 382 80 378 9 378 87 3 3 Dim thyle hexane 382 2 382 44 385 1 385 1 3 4 Dim thyle hexane 382 5 382 80 385 7 385 7 3 Ethyle hexane 388 5 388 78 386 2 386 2 2 2 3 Trim thyle pentane 376 2 376 47 382 6 382 6 2 2 4 Trim thyle pentane 376 2 376 47 3122 372 2 2 3 3 Trim thyle pentane 376 2 376 47 388 1 388 1 2 3 4 Trim thyle pentane 376 6 376 82 385 3 385 3 2 M thyle 3 Ethyle pentane 382 5 382 80 385 7 385 7 3 M thyle 3 Ethyle pentane 382 2 382 44 390 5 390 48 2 2 3 3 Tetram thyle butane 369 9 370 13 381 8 381 79 Tableau IV 30 Estimation de la temp rature d bullition des isom res d Octane par la m thode de Marrero et Pardillo 35 D veloppement d une biblioth que 98 R sultats et Discussion Chapitre IV IV 2 1 6 Cas dela m thode de Wen et Qiang Dans ce cas nous allons pr senter les valeurs des propri t s critiques tudi es par Wen et Qiang 36 concernant deux compos s organiques pris comme exemples et de les comparer avec leur
55. ACNH2 34 ACNO2 35 D veloppement d une Biblioth que 128 Annexe8 Annexes BProPT Annexe 9 Manuel d utilisation Pour utiliser les sous programmes de la biblioth que des propri t s physiques et thermodynamiques BProPT l utilisateur doit imp rativement faire appel au sous programme Cal Prop par la d claration du module Calc Prop dont le r le est congu pour g n rer l interface entre le programme utilisateur et la biblioth que BProPT I Ent te sous programme Cal Prop I 1 Signification des diff rentes variables I 1 a Ent te du sous programme Cal Prop Subroutine Cal Prop IDNP IDNM IDGPO NCGPOTI IDGSO NCGSOTJ NOP W CME NTA NR CMP T MW TB I 1 b Signification des arguments de Cal Prop IDNP Entier d crit le code de la m thode utilis e pour estimer la propri t d sir e Chaque valeur ce nombre correspondant une propri t Les valeurs de ce dernier s tendent de 1 jusqu 13 IDNM Entier d crit le code de la propri t d sir e calculer Chaque valeur ce nombre correspondant une m thode de pr diction Les valeurs de ce nombre compris entre 1 7 IDGPO Vecteur dynamique contenant les num ros d identification des groupes de premier ordre IDGSO Vecteur dynamique contenant les num ros d identification des groupes de deuxi me ordre NCGPOTI Vecteur dynamique contenant les nombres de contributions des groupes de premier ordre de type 1 NCGSOTJ
56. CCHO CH3COCH2 CH3COCH or CH3COC Ccyclic O ACCHO CHCOOH or CCOOH D veloppement d une Bibliotheque 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 COCH2COO CHm OH Cn OH n m 0 2 CHm cyclic OH n m e 0 1 CHm OH CHn NHp n m p 0 2 CHm NH2 CHn NH2 n me 0 2 CHm cyclic NHp CHn cyclic n m p 0 2 CHm O CHn CHp n m p 0 2 AC O CHm me 0 3 CHm cyclic S CHn cyclic n m 0 2 CHm CHn F n m 0 2 CHm CHn Br n m e 0 2 CHm CHn I n m e 0 2 ACBr ACI CHm NH2 COOH me 0 2 117 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 Annexel Annexes BProPT Annexe 2 Tableau de Joback et Reid 2 Table 1 Les groupes de premier ordre et leurs codes Non ring increments CH3 1 O nonring 22 CH2 2 O ring 23 gt CH 3 C O nonring 24 gt C lt 4 C O ring 25 CH2 5 O CH aldehyde 26 C 6 COOH acid 27 C lt 7 COO ester 28 C 8 FO exept as above 29 CH 9 Nitrogen increments C 10 NH2 30 Ring increments gt NH nonring 31 CH2 11 NH ring 32 gt CH 12 gt N nonring 33 gt C lt 13 N nonring 34 CH 14 IN ring 35 C lt 15 NH 36 Halogen increments CN 37 F 16 NO2 38 Cl 17 Sulfur increments Br 18 SH 39 I 19 S nonring 40 Oxygen increments S ring 41 OH alcohol 20 OH phenol 2 D v
57. D veloppement d une biblioth que XI Nomenclateurs J UD g Pc Pc Pci Po Psol SD sm Tb boli th2 Tc Tc BProPT Le nombre des atomes de carbone concernant les n Alcanes aux quations II 16 et IL17 Le nombre de groupes de type i aux quations II 2 jusqu II 9 Le nombre de groupes du type 1 aux quations II 18 Le nombre de groupes du type 1 de premier ordre l quation II 22 jusqu 1133 Le nombre de contributions des groupes du type k de premier ordre aux quations 11 34 et 11 35 Le nombre de cycles constituent le compos aux quations 11 34 et 11 35 Fonction objective aux quations II 1 II 19 et IL21 Symbole d crit une propri t quelconque aux quations 1 1 et 1 3 Indice r f re une propri t primaire l quation I 1 La pression en bar D note le nombre g du groupes polaires constituent le compos gale z ro pour les compos s non polaires l quation 11 20 La pression critique en bar La pression critique suppos e en bar La contribution de la pression critique de groupe de premier ordre du type 1 l quation 11 26 La contribution de la pression critique de groupe de deuxi me ordre du type j l quation 11 26 Le param tre de la solubilit Le nombre de groupes g l quation II 20 Indice r f re une propri t secondaire l quat
58. HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 concernant la cat gorie A D veloppement d une biblioth que 85 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT TLV TWA Est TLV TWA Est Compos ppm ppm le Par HGH Par Bib Ac tald hyde 100 100 0 Ac tique acid 10 38 10 379 0 0096 Allyle alcool 2 2 0 Aniline 2 2 0 Benzyle Chloride 1 1 0 1 3 Butadiene 10 9 99 0 1 Butane 800 799 99 0 0012 n Butyl Amine 4 96 4 95 0 201 Butyle Ph nol 5 2 5 2 0 Chloro Tolu ne 11 2 11 2 0 Cyclo Hexane 300 299 99 0 0033 Di thyle Amine 4 94 4 94 0 Ethyl Bromide 5 5 0 Isopropyl Ether 250 250 0 Nitro propane 25 25 0 Nitro Tolu ne 2 2 0 Octane 300 299 99 0 033 Venyl Ac tate 10 10 0 D veloppement d une biblioth que 86 Tableau IV 11 Les valeurs de TLV TWA de la collection des compos s organiques propos par HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 concernant la cat gorie A R sultats et Discussion Chapitre IV 2 Estimation de TLV TWA d une collection des compos s de cat gorie B Compos Contributions NCGPOTIxPI BProPT Aromaticit Bromoforme Carbone tetraChloride 1 Chloro 1 Nitro propane Chloroaceto ph none 1 1 DiChloro 1 Nitro Ethane Di Chloro benz ne Diethanolamine N N Di m thyle ac tamide Di m thyle forme amide Di nitro tolu ne Ethanol amine 2 Ethoxy thanol 1 6 Hexane diamine 2 M thoxy ph nol p Nitro chloro benzene Trichloro ac tique ac
59. J ne sont pas accessibles pour ce programme Donc il faut passer par l interm diaire des proc dures publiques comme par exemple CG Temp Critique WJ Temp Critique qui joue le r le d interface entre le programme utilisateur et les donn es individuels D veloppement d une Biblioth que 62 Impl mentation Chapitre III BProPT Il est noter que les r gles cit es pr c demment sont applicables pour les types d riv s concernant la plus part des classes des propri t s Cela veut dire qu il y a des classes qui n ob issent pas ces r gles telles que les classes des propri t s qui ont plusieurs contributions Autrement dit chacune des contributions de groupes est constitu e de sous contributions comme le cas de la capacit calorifique de quelques m thodes comme la m thode de Constantinou et Gani et la m thode de Joback et Reid L id e utilis e pour construire les types d riv s concernant ce type des classes est bas e sur les deux 1d es pr c dentes c est dire sur l id e de construction des types d riv s de la classe du comportement g n ral et celle de construction des types d riv s concernant les clases des propri t s La r gle comprend en premier lieu la construction des types d riv s qui rassemblent les sous contributions des groupes de chacune des m thodes utilis es la conception de cette classe de la m me facon que celles utilis es la conception des types d riv s de la classe du c
60. Korichi and L Touhami Workspace US El USERA fin Version 1 09 October 2003 8 BProPT 1 IE purpose Donb_Glo Program Utilisateur program define an example to test the totality ICON1 rc of the properties and the methods of evaluation Utilisat H Q External Send Program Utilisateur Modules Use Donb_Glob Use Calc_Prop Use Class_Utilisateur Module Calc_Prop INCLUDE ICON1 FD Integer ICP ICM ICL I K IN 222222222222 2 2 es entr es 22 2 222 222222 2222 2222 222 2222 2 Do 45 Write Entrer le code de la methode d estimation 4 Dum a Configuration USER4 Win32 Debug 4 1 fichier s copil s Linking USER4 exe 0 error s 0 warning s M Build Debug X Find in Files 1 X Find in Files 2 1 Ln13 Col39 REC COL OVR READ 2 Compiler le programme 3 La troisi me tape implique l addition ou bien la d termination du chemin au fichier BProPT LIB qui est n cessaire durant la liaison Pour en faire choisir Add To Project du Project menu puis s lectionner Files une boite de dialogue va appara tre Cette derni re vous permet de localiser le site du fichier BProPT LIB une fois ce dernier est trouv vous le s lectionnez puis appuyer sur le bouton OK D veloppement d une biblioth que 101 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT USER4 Microsoft Developer Studio F Utilisateur
61. La temp rature d bullition K TC La temp rature critique K TFP La temp rature de fusion K TW ppm VC Le volume critique Cm mol VL La viscosit Liquide N s m Vs Volume Molaire du liquide Cm fol T La temp rature K D veloppement d une biblioth que 135 Annexe9 OPZ tHE Jd PF Yo yok Nr BE Rt atfolp BOA GRIF efetol lo 2 nb yaar FLD t deett Gest jer ie 17 Ob yit ETD ADO Lite Hed NLH rig TUA od Y LTLIo Od dif IEG Dig Rf yRodz2 By Ao tot ntf NIN 2 eaiyAJr Ga Adag VAD yfefef 5 2 FN VER En HE dE KO Di CLEA get ur T PAK IR Fzlfol OF Lb HAE KE Kal oyaz EE J P Y Go Ok K GEAdadE O LL Cain Ade Lib ePDinj Liat REP YGo GA A yt PAF GIGR f yEdAN t OF INL Gda paifenDZ Gefp LPUF ANIL Gd 422 ND zr GOT A nj 2 AN y ait Gindi O_ Hai YA e Rf HA yel UF iof t KG EUR gaz Nen ki 27 90 Lfere6 dpa K nd N K GadzHflEt JERE R sum Dans le cadre du pr sent travail nous avons d velopp et r aliser une biblioth que regroupant les proc dures de calcul des propri t s physiques et thermodynamiques des corps purs L int r t de d veloppement de cette biblioth que provient des besoins pour jouer des r les essentiels se manifestant par les r les de service et de conseil Le r le de service peut se jouer en cas des besoins pour r soudre les diff rents probl mes de conception et de simulation alors que le r le de conseil permet d liminer les solutions non efficaces au probl me pos
62. Le sous programme mod le de Joback et Reid 2 est applicable pour toutes les propri t s calculables par cette m thode mais l exception de la pression critique la capacit calorifique et la viscosit liquide qui ont des mod les sp cifiques b Mod les sp cifiques Ce type est concu aux propri t s qui ont des sous programmes qui n ob issent pas la r gle de construction bas e sur les mod les globaux caract risant chacune des m thodes de pr diction et aussi aux mod les qui ont une seule propri t Il est noter que ces mod les sont bas s sur les arguments globaux en plus des arguments sp cifiques La structure du mod le repr sentant les sous programmes de ces propri t s peut tre repr senter de la mani re suivante Subroutine NDM NDP Les arguments globaux SP les arguments sp cifiques NDM d crit le nom de la m thode NDP d crit le nom de la propri t SP d critle symbole de la propri t Tableau III 7 La structure d un sous programme mod le sp cifique D veloppement d une Biblioth que 68 Impl mentation Chapitre III BProPT Comme exemple on consid re le mod le de la capacit calorifique Cp de Constantinou et Gani Subroutine CG Cap Cal IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOT T CP W Tableau entier Tableau dynamique des entiers contient les nombres d identification des groupes de premier ordre Tableau entier Tableau dynamique des entiers contient les nomb
63. Symp Ser Vol 90 N 303 117 127 26 Joback K G 1995 Solvent Substitution for Pollution Prevention AichE Symp Ser Vol 90 N 303 98 104 27 Constantinou L Jacksland C Bagherpour K Gani R and Bogle L 1995 Application of Group Contribution Approach to Tackle Environmentally Related Problems AIChE Symp Ser Vol 90 N 303 105 116 28 Chen F Andersen J H Tyle H 1993 New Development of the UNIFAC Model for Environmental Application Chemosphere 26 1325 1354 29 Hamad A A Gubta R B and El halwagi M M 1997 Toxicity Of Organic Compounds A Group Contribution Correlation For TLV TWA Estimation Adv Env 114 Bibliographies BProPT Res 1 2 243 252 30 Lewis R J 1994 Rapid Guide to Hazardous Chemicals in the Workplace 3 Edition Van Nostrand Reinhold Company NY 31 Fredenslund A Gmehling J and Rasmussen P 1995 Vapor Liquid Equilibria Using UNIFAC Elsevier Scientific Publishing Company Amsterdam The Netherlands 32 Yinghua L Peisheng M and Ping L 2002 Estimation of Liquid Viscosity of pure Compound at Different Temperature by a Corresponding States Group Contribution Method Fluid Phase Equilibria 198 123 130 33 Constantinou L Gani R and O Connell J P 1996 Estimation of the Acentric Factor and the Liquid Molar Volume at 298 K Using New Group Contribution Method Fluid Phase Equilibria 1
64. Vecteur dynamique contenant les nombres de contributions des groupes de premier ordre de type j NOP Symbole d signant la propri t s lectionn e calculer W Entier d crit le choix du niveau de pr diction dans la m thode de Constantinou et Gani Cet entier est gal 0 dans le cas de pr diction de D veloppement d une biblioth que 129 Annexe9 Annexes CME NTA NR CMP MW TB BProPT premier ordre et 1 dans le cas de pr diction de deuxi me ordre Entier d crivant le choix de la m thode d estimation Les valeurs de ce nombre sont distribu es comme suite Dans la m thode de Marrero et Pardillo CME I est con u pour la m thode de contribution des groupes CME 2 est concu pour la m thode des interactions des groupes Entier d crivant le nombre total des atomes Entier d crivant le nombre de cycles Entier d crivant le choix du mod le de pr diction La distribution des valeurs de ce nombre est donn e comme suite Dans la m thode de Marrero et Pardillo CMP 1 est con u pour le nouveau mod le CMP 2 est con u pour le mod le de Joback et Reid Dans la m thode de Wen et Qiang CMP 1 est con u pour un mod le n est pas en besoin TB CMP 2 est con u pour un mod le est en besoin TB Dans la m thode Chein Hsiun Tu CMP I est con u pour un mod le ne contient pas des groupes halog n s ou contient un seul type des groupes halog n s CMP 2 est con
65. a veut dire qu elle r alise une abstraction de donn es c est dire les d tailles concernant l impl mentation sont cach es 6 D veloppement d une biblioth que 14 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT Produit Chimique R f rence D signation Quantit 4 N EntreeProd Chim SortieProd Chim Figure I 7 Sch ma illustre la notion de l encapsulation L encapsulation est bas e sur la notion de services rendus Une classe fournit un certain nombre de services et les utilisateurs de cette classe n ont pas connaitre la facon dont ces services sont rendus D autre c t l encapsulation de donn s pr sente un int r t se manifestant en mati re de qualit du programme Elle facilite la maintenance Une modification ventuelle de la structure de donn es n a pas d incidence que sur l objet lui m me De la m me mani re l encapsulation de donn es facilite la r alisation de l objet 6 I 2 2 2 3 Classes En P O O apparait g n ralement le concept de classe qui correspond la g n ralisation de la notion du type En effet une classe est d finie comme tant la description d un ensemble d objets ayant une structure de donn es communes et disposant de m me m thodes De point de vue utilisateur une classe est une interface qui fournit des services et un mode d emploi c est dire toutes les informations utiles l utilisation de ces services 5 De point de vue concepteur
66. ack et Reid CALL JR Cap Cal IDGPO NCGPOTI T CP Calcul de l nergie standard de formation par la m thode de Joback et Reid CALL JR Energs Form IDGPO NCGPOTI ESG Calcul de l enthalpie standard de formation par la m thode de Joback et Reid CALL JR Enths Form IDGPO NCGPOTI ESF Calcul de l enthalpie de fusion par la m thode de Joback et Reid CALL JR Enths Fus IDGPO NCGPOTI ESFU Calcul de l enthalpie de vaporisation par la m thode de Joback et Reid CALL JR Enths Vap IDGPO NCGPOTI ESV Calcul de la pression critique par la m thode de Joback et Reid CALL JR Pres Critique IDGPO NCGPOTI PC NTA Calcul de la temp rature critique par la m thode de Joback et Reid CALL JR Temp Critique IDGPO NCGPOTI TC Calcul de la temp rature d bullition par la m thode de Joback et Reid CALL JR Temp Ebull IDGPO NCGPOTI TB Calcul de la temp rature de fusion par la m thode de Joback et Reid CALL JR Temp Fus IDGPO NCGPOTI TFP Calcul de la viscosit liquide par la m thode de Joback et Reid CALL JR Vis Liq IDGPO NCGPOTI T MW VL Calcul du volume critique par la m thode de Joback et Reid 133 Annexe9 Annexes MP Pres Critique MP Temp Critique MP Temp Ebull MP Vol Critique WJ Pres Critique WJ Temp Critique WQ Pres Critique WQ Temp Critique WQ Vol Critique BProPT CALL JR Vol Critique IDGPO NCGPOTI VC Calcul de la pression critique par la m thode de Marrero et Pa
67. alorifique JRPO Pointer cpap2 Pointer cpbp2 Pointer cpcp2 Pointer cpdp2 Type CPPO caract risant la classe Type CPPCG2 CPPCG Type CPPJR2 CPPJR End Type CPPO Type CPSO Private Type CPSO caract risant la classe Type CPSCG2 CPSCG End Type CPSO D veloppement d une Biblioth que 64 Impl mentation Chapitre III BProPT La partie d clarative d crite pr c demment peut se divise en deux sections des types d riv s 1 La premi re contient trois sous types d riv s Les deux premi res caract risant les sous contributions des deux nivaux de contribution des groupes de premier et de deuxi me ordre respectivement de la m thode de Constantinou et Gani Le troisi me sous type caract risant les contributions de premier ordre de la m thode de Joback et Reid Le chiffre 2 indiqu la fin des noms des contributions concernant les trois types d riv s pr c dents sert distinguer entre ces derni res et les types d riv s des m mes m thodes rencontr s dans la classe Get_Valcont La deuxi me contient deux types d riv s caract risant cette classe Le premier contient les contributions de premier ordre repr sentant les sous contributions des groupes rassembl s dans les sous types d riv s CPPCG2 CPPJR2 des deux m thodes utilis es la m thode de Constantinou et Gani et de Joback et Reid et le deuxi me contient les contributions de deuxi me ordre repr
68. antino uet Marrero et Pardillo Gani 1995 3 1996 35 Metho de d Ebro et al 1991 21 M thode de Wikon et Jasperson 1996 M thode de Wenet 4 Qiang 2001 36 M thode de Chem Tu 1995 24 Metho de de Hamad Gupta et Elhakvagi 1997 29 Figure ILI Classification des M thodes de Contributions de groupes Analyse bibliographique 25 D veloppement d une Bibliotheque Chapitre II BProPT II 2 1 M thodes bas es sur le principe de contributions de groupes II 2 1 1 M thodes additives simples II 2 1 1 1 M thode de Joback et Reid 1984 1987 La m thode d velopp e par Joback et Reid 2 a comme but le calcul de quelques propri t s physiques et thermodynamiques Le principe de cette derni re est bas sur la fragmentation de la structure mol culaire en plusieurs groupes simples La collection des groupes utilis s cet effet est celle d termin e par Lydrsen 17 en 1955 l exception de quelques groupes ajout s comme le groupe N ou de quelques groupes limin s comme les groupes gt Si lt et B Les groupes utilis s ont t donn s l annexe 2 alors que les valeurs de ces groupes sont obtenues l aide d une op ration de r gression qui utilise deux types de mod les le mod le non lin aire pour la temp rature critique la pression critique et la viscosit liquide et le mod le lin aire pour le reste de propri t s D un autre c t et afin d obtenir des valeurs
69. ariables de contr le 70 IIL 2 3 3 Proc dures d allocation dynamiques 71 III 2 4 Classe TLV TWA 72 II 3 Module global Cal_Prop 74 II 4 Conclusion 76 D veloppement d une Biblioth que XVII Sommaire BProPT Chapitre IV R sultats et discussion vy IV 1 Introduction 77 IV 2 Biblioth que d velopp e 77 IV 3 Sommaires statistiques 79 IV 3 1 Cas de la m thode de Joback et Reid 79 IV 3 2 Cas de la m thode d Elbro et al 81 IV 3 3 Cas de la m thode de Chein Tu 82 IV 3 4 Cas de la m thode de HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 85 IV 2 1 4 Cas de la m thode de Constantinou et Gani 89 IV 2 1 5 Cas de la m thode de Wilson et Jasperson 93 IV 2 1 6 Cas de la m thode de Marrero et Pardillo 94 IV 2 1 6 Cas de la m thode de Wen et Qiang 99 IV 3 Etapes n cessaires pour lier le programme utilisateur la Biblioth que BProPT en Fortran 90 101 IV 4 Programme utilisateur 105 IV 4 1 Donn s 108 IV 4 2 R sultats 109 IV 5 Conclusion 109 Conclusion G n rale 110 Bibliographies 113 Annexe 1 Groupes de premier et de deuxi me ordre de Constantinou et Gani 3 21 33 et leurs nombres d identification 116 Annexe 2 Groupes de premier ordre de Joback et Reid 2 et leurs nombres d identification 118 Annexe 3 Les interactions de groupes de premier ordre de Marrero et Pardillo 35 et leurs nombres d identification 119 Annexe 4 Les atomes et le groupes de premier ordre de Wilson et Jasperson 34 et leurs nombres d identification 123 Annexe 5
70. ature d bullition est gale 477 67 K alors que le nombre des cycles gale 1 et le nombre des atomes gale 19 NCGPOTI Groupe NCGSOTJ 8 OH C5 Or More 1 10 1 Tableau IV 24 Identification des groupes du compos 2 Ethyle ph nol suivant la m thode de Wilson et Jasperson 34 D veloppement d une biblioth que 93 R sultats et Discussion Chapitre IV La propri t L quation Utilis e Val Est Par WJ Val Est Par Bib BProPT 11 34 693 6 693 52 11 35 37 94 37 43 Tableau IV 25 Estimation de la temp rature critique Tc et de la pression critique Pc pour le compos 2 Ethyle ph nol par la m thode de Wilson et Jasperson 34 IV 2 1 6 Cas de la m thode de Marrero et Pardillo Dans ce cas nous allons pr senter les valeurs de quatre propri t s tudi es par Marrero et Pardillo 35 d une collection rassemble quelques compos s organiques pris comme exemples tout en se basant sur les deux techniques mise en ceuvre technique de contribution des groupes et celle des interactions des groupes et de les comparer avec leurs quivalentes estim es par la biblioth que D veloppement d une biblioth que 94 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT Technique de contribution des Technique de contribution des interactions groupes des groupes Groupe IDGPO NCGPO Groupe IDIGPO NCIGPOTI CH3
71. ature de fusion TFP Energie Standard de Gibbs ESG Enthalpie standard de vaporisation ESV Enthalpie standard de Formation ESF Enthalpie standard de fusion ESFU Volume Molaire du liquide Vs 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Le facteur acentrique Fa La capacit calorifique CP La viscosit Liquide VL Tableau IIL 13 Le code et la propri t correspondante e IDNM entier d crit le code de la m thode utilis e pour estimer la propri t calculer Le nombre de ces codes est gale au nombre des m thodes utilis es pour r aliser ce travail La totalit des codes et des m thodes correspondantes est donn e dans le tableau III 14 La m thode correspondante La m thode de Constantinou et Gani La m thode de Joback et Reid La m thode de Marrero et Pardillo La m thode Wilson et Jasperson La m thode de Wen et Qiang La m thode de Chein Hsiun Tu La m thode de Elbro et AI Tableau IIL 14 Le code et la m thode correspondante D veloppement d une Biblioth que 75 Impl mentation Chapitre III BProPT Pour obtenir la d finition des autres arguments caract risant le sous programme global Cal Prop voir les variables de contr le III 4 Conclusion Le FORTRAN 90 est un langage moderne et puissant Il cite plusieurs fonctions plus fortes que celles des autres langages comme les tableaux D un autre c t et malgr que le FORTRAN 90 n est pas un vrai langage de programmation orient
72. au II 12 D veloppement d une Biblioth que 46 Analyse bibliographique Chapitre II Joback et Reid Constantinou et Gani Marrero et Pardillo Wilson et Jasperson Wen et Qiang Elbro et al Tableau II 12 Comparaison des m thodes de contributions de groupes Nombre de propri t s Mod le de pr diction Niveau de premier ordre bas sur des contributions de groupes simples Deux niveaux 1 Niveau de premier ordre bas sur des contributions de groupes simples 2 Niveau de deuxi me ordre bas sur des contributions de groupes plus compliqu s que ceux de premier ordre Niveau de premier ordre bas sur des contributions des interactions de groupes simples Deux niveaux 1 Niveau de premier ordre bas sur des contributions des atomes 2 Niveau de deuxi me ordre bas sur des contributions de groupes fonctionnels pr sents dans la mol cule Deux niveaux 1 Niveau de premier ordre bas sur des contributions des interactions de groupes simples 2 Niveau de deuxi me ordre bas sur des contributions de groupes fonctionnels pr sents dans la mol cule Niveau de premier ordre bas sur des contributions de groupes simples Niveau de premier ordre bas sur des contributions de groupes simples BProPT Nombre de groupes D veloppement d une Biblioth que 47 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT II 3 2 Analyse des m thodes d estimation Dans cette sect
73. bleaux Tableau Page II 1 Les quations caract ristiques de mod les des propri t s tudi es par Joback et Reid 2 27 II 2 Sommaire statistique de teste de r gression des r sultats de propri t s tudi es par Joback et Reid 2 28 IL3 Les contributions de l exemple de calcul de Vs pour l hexad cane 29 IL4 Les valeurs des constantes des quations II 15 et II 17 30 ILS Les quations caract ristiques de mod les des propri t s tudi es par Constantinou et Gani 3 21 33 37 IL6 Sommaire statistique de teste de r gression des r sultats de propri t s tudi es par Constantinou et Gani 3 33 39 II 7 Les quations caract ristiques de mod les des propri t s tudi es par Marrero et Pardillo 35 41 IL8 Les param tres de r gression concernant les quations d estimations pour les deux techniques de Marrero et Pardillo 35 42 II 9 Sommaire statistique de teste de r gression des r sultats de propri t s tudi es par Marrero et Pardillo 35 42 IL10 Les quations caract ristiques de la m thode de Wen et Qiang 36 45 II 11 Sommaire statistique de teste de r gression des r sultats de propri t s tudi es par Wen et Qiang 36 45 IL12 Comparaison des m thodes de contributions de groupes 47 II 1 Exemple illustre un mod le d une proc dure d importation des valeurs de contributions de groupes 57 I 2 Exemple illustre la r gle de nomination des types d riv s 62 IIL3 Exemple illus
74. code source est souvent divis en modules fonctionnels form s d un ou plusieurs fichiers de code source Il est remarquer que ces modules peuvent tre crits dans des langages diff rents programmation mixte de fa on s adapter la tache r aliser Le principe consiste s parer le programme principal des fonctions utilitaires fr quemment utilis es qui sont alors compil es et archiv es dans un fichier sp cial Il est alors possible de d velopper des programmes utilisant ces fonctions sans l effort inutile de recopier leur code encore et toujours Les probl mes pr c dents ont conduit la cr ation des biblioth ques I 2 3 3 D finition La d finition d une biblioth que ne s agit en fait que d un autre type des fichiers contenant plusieurs fonctions sans que le programmeur ait conna tre la d pendance entre les fonctions de ce fichier I 3 Position du probl me L int r t de d velopper une biblioth que de proc dures de calcul des propri t s des compos s purs et des m langes quelque soit leurs types physiques thermodynamiques chimiques ou environnementaux provient des besoins pour r soudre les diff rents probl mes de conception des proc d s assist s par ordinateur CPAO Comme exemple on consid re la d finition des probl mes suivants 15 1 Etant donn un proc d chimique connaissant les conditions op ratoires et les sp cifications des quipements D terminer le bilan mass
75. ction D veloppement d une Biblioth que 52 Impl mentation Chapitre III Cap Cal Type CPPCG2 Type CPSCG2 Type CPPJR2 Type CPPO Type CPSO CG Cap Cal JR Cap Cal Energs Form Type ESGPO Type ESGSO Programme Utilisateur CG Energs Form JR Energs Form Enths Form Type ESFPO CG Enths Form JR Enths Form Enths Fus Type ESFUPO JR Enths Form Enths_Vap Type ESVPO Type ESVSO CG Enths Vap JR Enths Vap Volmol Liq Type VSELB Type VSPO Type VSSO CG Volmol Liq ELB Volmol Liq Calc Prop Type ESFSO X Cal Prop Vis Liq Fact Acent Type VLPJR2 Type VLPO JR Vis Liq Type FAPO Type FASO CG Fact Acent BProPT Pres Critique Type PCPO Type PCSO CG Pres Critique JR Pres Critique MP Pres Critique WJ Pres Critique WOQ Pres Critique Y Temp Critique Type TCPO Type TCSO CG Temp Critique JR Temp Critique MP Temp Critique WJ Temp Critique WOQ Temp Critique CT Temp Critique Y Temp Ebull Type TBPO Type TBSO CG Temp Ebull JR Temp Ebull MP Temp Ebull Temp Fus Type TFPPO Type TFPO CG Temp Fus JR Temp Fus Vol Critique Type VCPO Type VCSO CG Vol Critique JR Vol Critique MP Vol Critique WQ Vol Critique
76. cule est repr sent e donc par un nombre unique savoir l indic de connectivit Les deux l ments savoir l indice de connectivit et la somme de contributions des liaisons ont t utilis s dans la corr lation des propri t s physiques D veloppement d une biblioth que 9 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT L quation caract ristique concernant les m thodes additives peut tre crite sous la forme suivante Je Ync 1 3 Toutefois malgr leur rapidit en ce qui concerne le calcul des propri t s et qui ne demande pas des efforts exceptionnels plusieurs m thodes parmi celles ci sont incapables de distinguer entre les isom res et ont un domaine d utilisation limit cause de la simplicit de repr sentation de la structure mol culaire I 2 2 Mod lisation et programmation orient e objet Lors de la conception des biblioth ques et des logiciels modernes les d veloppeurs ou les programmeurs doivent assurer dans la mesure de possible les crit res essentiels suivants gt La r utilisation possibilit d utiliser un logiciel ou des parties ou modules du logiciel pour r soudre d autres probl mes ou pour construire de nouveaux logiciels L extensibilit un logiciel doit tre s agrandir et doit pouvoir s adapter facilement lors de changement de sa sp cification gt Lacompatibilit les logiciels peuvent tre combin s les uns avec les autres 5 gt L efficac
77. de Wen et Qiang 36 Il est noter aussi que la temp rature critique a deux quations de calcul Chacune d elles a ses contributions sp cifiques La premi re quation d pend seulement de contributions de groupes d sign es par Tc alors que la deuxi me quation d pend de contributions de groupes d sign es par Tc En addition la valeur exp rimentale de la temp rature d bullition D autre c t et pour illustrer la fiabilit de la m thode d velopp e Wen et Qiang 36 ont pr par un sommaire pour comparer les valeurs estim es de propri t s avec leurs quivalentes exp rimentales Les r sultats obtenus sont list s au tableau II 11 AAPE Nombre de Propri t Marrero et M thode actuelle Joback et Reid Pardillo Tableau II 11 Sommaire statistique de test de r gression des r sultats de propri t s tudi es par Wen et Qiang 36 D veloppement d une Biblioth que 45 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT L analyse de r sultats du tableau II 11 a montr que 1 La temp rature critique Tc Le pourcentage de d viation d une collection contient 471 compos s organiques tait de l ordre de 0 73 en cas d utilisation de l quation 1 43 quation bas e sur la valeur exp rimentale de la temp rature d bullition alors que ce pourcentage tait de l ordre de 1 3296 en cas d utilisation de l quation 1I 42 La pression critique Pc La comparais
78. de type B l quation II 12 La viscosit liquide en cp La contribution de TLV TWA de groupe g l quation II 20 Symbole de sommation Abr viations BProPT AAE AAPE CAPE P O O SD TLV TWA UML Bibliotheque de Propri t s Physiques et Thermodynamiques zd Average Absolute Error AAE x75 Y dt 4 exp bus i _ 1 Average Absolute Percent Error AAPE gt Y 100 exp Computer Aided Process Engineering Programmation orient objet 2 Standard Deviation so Sly au JN Threshold Limit Value Time Weighted Average Unified Modelling Language D veloppement d une biblioth que XV Sommaire Remerciements D dicace Liste des tableaux Liste des Figures Liste des quations Nomenclateurs Sommaire Introduction Chapitre I L1 1 2 1 2 1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 2 1 3 1 2 1 4 1 2 2 1 2 2 1 12 2 2 1 2 3 1 2 3 1 1 2 3 2 1 3 1 3 1 1 3 2 1 4 Sommaire Terminologies et position du probl me Introduction Terminologies Propri t s physiques et thermodynamiques Classification Classification des m thodes d estimations Choix de la m thode d estimation M thodes de contributions de groupes Mod lisation et la programmation orient e objet Mod lisation par objet Programmation orient e objet Biblioth ques Cr ation d un programme Probl matique Position du probl me Mod le math matique R les de propri
79. des donn es exp rimentales peuvent tre reconstitu es par la sommation des valeurs de contributions de cette m thode De cela les m thodes bas es sur l addition de contributions des liaisons sont dites satisfaisantes si la majorit des valeurs num riques de propri t s peut tre obtenue par la sommation de contributions des liaisons individuelles En principe toutes les liaisons ont les m mes contributions mais il y a des m thodes qui classent les liaisons selon les d f rents types de contribution Comme exemple on peut citer la contribution d une liaison singuli re d une double liaison d une triple liaison et d une liaison aromatique Beaucoup plus les liaisons peuvent tre sp cifi es selon le type des atomes de carbones carbone primaire secondaire ou tertiaire La distinction entre les diff rents types des liaisons peut tre d termin travers quelques variables de la structure mol culaire Les variables sont d termin es elles m me par la structure mol culaire A titre d exemple on consid re l indice de connectivit qui repr sente le sch ma d addition des liaisons Cet indice est d finit en premier lieu par la classification de toutes les liaisons C C dans les hydrocarbures suivant le type m n ensuite de donner des poids pour chaque contribution de liaison Il en r sulte dix possibilit s de types des liaisons qui sont 1 1 1 2 1 3 1 4 2 2 2 3 2 4 3 3 3 4 4 4 La mol
80. e Nombres d identifications des groupes de premier ordre Do 1 NTGPO Read IDGPO i End do Write Nombres de contributions des groupes de premier amp Ordre de type i Do k 1 NTGPO Read NCGPOTI k End do Select Case IDNM Choix de la m thode d estimation Case 1 La m thode de Constantinou et Gani Write Entrer la valeur de W Write 0 dans le cas de pr diction de premier ordre Write 1 dans le cas de pr diction de deuxi me ordre Read W Select case W Choix du niveau de pr diction Case 0 Niveau de premier ordre Go to 5 Case 1 Niveau de deuxi me ordre Write Nombre de types des groupes de deuxi me ordre Read NTGSO Allocate IDGSO 1 NTGSO Allocate NCGSOTJ 1 NTGSO Write Nombres d identifications des groupes de deuxi me ordre Do i 1 NTGSO Read IDGSO i End do Write Nombres de contributions des groupes de deuxi me amp Ordre de type j Do j 1 NTGSO Read NCGSOTJ j End do 5 End Select Case 2 La m thode de Joback et Reid D veloppement d une biblioth que 106 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT End Select La temp rature critique Write La valeur de la temp rature critique est Write Tc NOP k End Program Module Donb Glob Module de donn es basiques globales Implicit none Integer parameter dp selected real kind 13 Integer
81. e NCGPOTI Entier Tableau dynamique des entiers contient les nombres de contribution des groupes de premier ordre des types 1 Tableau III 9 La fonction de sommation des groupes de premier ordre III 2 3 2 Variables de contr le Ces quantit s sont des variables globales d clar es dans le module Donb Glob A l exception de quelques variables initialis es dans ce module il revient l utilisateur de d finir leurs valeurs chaque utilisation Ces variables permettent la mise en ceuvre du bon fonctionnement du programme Les contenus de ce module sont syst matiquement export s vers toutes les classes de la biblioth que Ces variables sont e Laconstante dp selected real kind 13 C est l entier d crivant la pr cision r elle flottante en double pr cision Sa valeur d pend du compilateur e Laconstante rp C est l entier d crivant la pr cision r elle utilis e dans la biblioth que Par d faut il est affect la valeur dp e IDGPO Tableau dynamique des entiers contient les nombres d identification des groupes de premier ordre e IDGSO Tableau dynamique des entiers contient les nombres d identification des groupes de deuxi me ordre e IDNM Entier d crit le code de la m thode utilis e pour estimer la propri t d sir e e IDMP Entier d crit le code de la propri t a calculer e NCGPOTI Tableau dynamique des entiers contient les nombres de contributions des groupes de premier ordre de ty
82. e Bibliotheque D IS tn d D 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 CH2 CI CH2 Br CH2 I CH2 OH a CH2 0 CH2 gt C 0 CH2 CHO CH2 COOH CH2 COO 0 CH2 COO c CH2 NH2 CH2 gt NH CH2 gt N CH2 CN CH2 SH CH2 S Interaction with no ring 2CH via single bond CH gt CH CH gt C lt CH CH CH C lt CH gt CH r CH C r CH F CH Cl CH OH a CH O CH gt C O CH CHO CH COOH CH COO c CH NH2 CH gt NH Interaction with no ring gt C lt via single bond gt C lt gt C lt gt C lt CH gt C lt C lt gt C lt gt CH r gt C lt C lt r gt C lt F 120 BProPT Table 2 Les Interactions des groupes de premier ordre et leurs codes 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 5 52 53 54 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 79 74 75 76 Annexe3 Annexes gt C lt CI gt C lt Br gt C lt OH a gt C lt O gt C lt gt C O gt C lt COOH BProPT Interaction with no ring C via triple bond Interaction with no ring CH via triple bond Interaction with no ring Interaction with no ring CH2 via double bond CH via triple bond CH2 CH2 CH2 CH CH2 C lt CH2 C Interaction with
83. e cas JR Joback et Reid Get Mot anglaise qui signifie apporter VCGPO Abr viation de l expression Valeur de contribution des groupes de premier ordre La totalit du nom JR Get VCGPO signifie apporter les valeurs de contributions des groupes de premier ordre de Joback et Reid En plus il se trouve deux arguments IDGPO Abr viation d crivant le nombre entier identifiant le groupe de premier ordre VCGPO Abr viation d crivant la valeur de contribution des groupes de premier ordre Cette quantit a le type Type d riv GPOJR D veloppement d une Biblioth que 57 Impl mentation Chapitre III BProPT Il est noter que le sous programme pr c dent est utilis pour apporter les valeurs de contributions des groupes de toutes les propri t s calculables par la m thode de Joback et Reid et les transf rer vers les diff rentes classes de ces propri t s De la m me facon les fonctions d importation des valeurs de contributions des groupes des autres m thodes ont le m me principe mais avec des modifications sur le nom du sous programme par exemple dans la m thode de Constantinou et Gani ce nom est devenu CG Get Valcont et sur le type de l argument VCGPO par exemple le type de cet argument dans la m thode de Constantinou et Gani devient GPOCG Nom abr g du type d riv qui signifie groupes de premier ordre de Constantinou et Gani Il est noter aussi
84. e ci dessus l s quations 1 4 et 1 5 repr sentent les quations du bilan massique et nerg tique du syst me Les quations de 1 6 jusqu 1 8 ont t utilis es pour fournir les valeurs de propri t s la constante d quilibre et les enthalpies du liquide et de vapeur respectivement n cessaires la r solution des quations 1 4 et 1 5 I 3 3 Role du conseil Le r le de conseil sert liminer les solutions non efficaces dans l espace de recherche de r duire la complexit des mod les math matiques d un proc d et de fournir le comportement le plus convenable d un proc d par pr diction Pour illustrer ce r le on consid re la s paration d un m lange binaire L analyse de propri t s du m lange binaire r v le si le m lange est un az otrope ou non et donc difficile s parer ou non Si la r ponse est non la distillation simple est la m thode de s paration la plus recommand e Si oui il faut chercher d autres techniques de s paration comme la s paration bas e sur les solvants extraction Ici le r le de conseil est consid re comme tant une pr solution pour liminer la distillation simple si elle tait non efficace Dans la m thode de s paration par extraction les crit res de s lection du solvant sont bas s sur les facteurs de s paration comme par exemple la volatilit relative du pair az otropique dans le solvant D autres facteurs peuvent tre utilis s dans la s lect
85. e en FORTRAN 90 4 Exemple d un programme utilisateur crit en FORTRAN 90 IV 2 Biblioth que d velopp e Le r sultat du travail qu on a fait est une biblioth que de proc dures de calcul de 13 propri t s physiques et thermodynamiques bas es sur sept m thodes de contributions de groupes La biblioth que d velopp e apparait sous forme des fichiers DLL et des fichiers LIB Le nombre de propri t s pr sente presque le tiers de celui de propri t s qui peuvent tre estim es par la base de donn es DIPPR qui cite 44 propri t s La majorit de propri t s tudi es sont des propri t s primaires en addition aux quelques propri t s secondaires Afin de faciliter l utilisation des propri t s et des proc dures utilis es pour estimer ces propri t s nous avons donn un code pour chacune de ces derni res Le nombre de codes des propri t s est gal 13 alors que le nombre de codes des proc dures s tendre de 1 D veloppement d une biblioth que 77 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT jusqu 7 selon chaque propri t La distribution de codes des propri t s et des m thodes d estimation ainsi que la pr sentation de types de propri t s propri t s primaires ou secondaires d pendent de la temp rature et de la pression ou non sont donn es au tableau IV 1 d pendance Constantinou et Gani Joback et Reid Marrero et Pardillo Wilson et Jasperson Wen
86. e objet il supporte plusieurs concepts de programmation orient e objet comme l encapsulation de donn es la sur d finition des fonctions et la d finition des types d riv s Dans ce chapitre on a essay d expliquer les r gles qu on a utilis pour impl menter cette biblioth que savoir l identification des diff rentes classes et aussi d expliquer les tapes de l impl mentation informatique de proc dures des m thodes de contributions de groupes selon les principes de la programmation orient e objet et en utilisant le FORTRAN 90 D veloppement d une Biblioth que 76 Impl mentation Chapitre IV Chapitre IV BProPT Chapitre IV R sultats et discussion IV 1 Introduction Dans ce chapitre nous allons pr senter 1 Les diff rentes propri t s tudi es pour d velopper la biblioth que en pr cisant laquelle qui repr sente une propri t primaire propri t d pend de la structure mol culaire seulement ou secondaire propri t d pend de la structure mol culaire en addition la temp rature ou la pression et aussi la distribution de codes de ces propri t s et la distribution de codes des m thodes utilis es pour estimer chacune de ces propri t s 2 Un sommaire statistique repr sentant le test des diff rentes proc dures qui constituent la biblioth que 3 L explication des tapes n cessaires pour lier un programme utilisateur la biblioth que et comment faire appel cette biblioth qu
87. e s lectionner la classe d sir e ce qui implique le choix de la propri t calculer et le choix de la m thode de calcul Le sch ma de d pendance de toutes ces classes est repr sent sur la figure III 2 IILI 2 1 Classe du comportement g n ral La classe Get Valcont a un r le du comportement g n ral qui se manifeste l importation des valeurs de contributions des groupes organiques constituant la mol cule partir des fichiers des donn es et les transf res vers la proc dure de la m thode de calcul convenable de la classe de la propri t calculer D un autre c t l importation des valeurs de contributions de groupes n cessaires pour le calcul peut s effectuer l aide des codes de ces derniers La m thode de codification utilis e implique l affectation d un nombre entier pour chacun de ces groupes L arrangement de ces codes a t effectu selon l arrangement des groupes donn e aux documents des diff rentes m thodes utilis es pour d velopper ce travail alors que leur nombre est diff re d une m thode autre selon le nombre de groupes constituent les collections utilis es par chacune de ces m thodes Comme exemple la m thode de Joback et Reid utilise une collection contient 40 groupes Donc le nombre de code des groupes s tend de 1 jusqu 40 la distribution de ces codes commence du groupe CH qui a le code 1 CH qui a le code 2 et ainsi de suite jusqu la fin de la colle
88. eloppement d une Bibliotheque 118 Annexe2 Annexes BProPT Annexe 3 Tableaux de Marrero et Pardillo 35 Table 1 Les groupes de premier ordre et leurs codes No ring increments CH3 CH2 gt CH gt C lt CH2 cH C lt C CH C Ring increments CH2 gt CH gt C lt CH C lt Halogen increments Oxygen increments OH alcohol OH phenol O no ring O ring gt C 0 no ring PC O ring O CH aldehyde COOH acid COO ester O except as above Nitrogen increments NH2 gt NH no ring N ring CN NO2 Sulfur increments SH S no ring S ring D veloppement d une Bibliotheque 119 Annexe3 Annexes Groupe Interaction with CH3 Via single bond CH3 CH3 CH3 CH2 CH3 gt CH CH3 gt C lt CH3 CH CH3 C lt CH3 C CH3 CH r CH3 gt C lt r CH3 C lt r CH3 F CH3 CI CH3 Br CH3 I CH3 OH a CH3 0 CH3 gt C O CH3 CHO CH3 COOH CH3 COO 0 CH3 COO c CH3 NH2 CH3 gt NH CH3 gt N CH3 CN CH3 NO2 CH3 SH CH3 S CH2 via single bond CH2 CH2 CH2 gt CH CH2 gt C lt CH2 CH CH2 C CH2 2C CH2 CH r CH2 gt C lt r CH2 C lt r CH2 F D veloppement d un
89. emier ordre Groupe NCGPOTI NCGPOTI CH 5 2 CH CH 3 CH CO Groupes de deuxi me ordre Groupe IDGSO NCGSOTJ CH3 CH 1 CH CH CH CH3 3 2 CH COCH Tableau IV 21 Identification des groupes des compos s 2 3 4 Tetram thyle pentane et M thyle iso butyle c tone suivant la m thode de Constantinou et Gani 33 D veloppement d une biblioth que 92 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT 4 1 Estimation du facteur acentrique W W Est Par Bib Compos 2 3 4 Tetram thyle pentane 0 3169 M thyle iso butyle c tone 0 3863 Tableau IV 22 Estimation du facteur acentrique W pour les compos s 22 3 4 Tetram thyle pentane et M thyle iso butyle c tone par la m thode de Constantinou et Gani 33 4 2 Estimation du volume molaire du liquide Vs 298 K Vs Est m Kmol Vs Est m Kmol Compos Par CG Par Bib 2 3 4 Tetram thyle pentane 0 16008 0 16008 M thyle iso butyle c tone 0 12549 0 12549 Tableau IV 23 Estimation du volume molaire du liquide Vs 298 K pour les compos s 2 3 4 Tetram thyle pentane et M thyle iso butyle c tone par la m thode de Constantinou et Gani 33 IV 2 1 5 Cas de la m thode de Wilson et Jasperson 1 Estimation de la temp rature critique Tc et de la pression critique Pc pour le compos 2 Ethyle ph nol La valeur exp rimentale de la temp r
90. ercier vivement mon promoteur Dr LANEZ Touhami ma tre de conf rence l universit de Ouargla qui a accept de m encadrer et de diriger ce travail Je tiens remercier galement mon co promoteur Dr KORICHI Mourad ma tre assistant charg de cours l universit de Ouargla qui m a aider beaucoup et qui n a pargn aucun effort pour me diriger le long de ce travail Je voudrais aussi remercier et exprimer mes reconnaissances aux messieurs les membres de jury gt Dr OUAHRANI Mohamed Redha ma tre de conf rence l universit de Ouargla comme pr sident de jury gt Dr MENIAI Abdessalam Hassen professeur l universit de Constantine comme examinateur gt Dr NACEF Saci ma tre de conf rence l universit de Setif comme examinateur gt Dr DOUNIT Salah ma tre assistant charg de cours l universit de Ouargla comme examinateur Toute ma reconnaissance M GHERRAF Noureddine pour son aide Je remercie aussi Tous mes enseignants Tous mes encourageants D veloppement d une Biblioth que I D dicace BProPT D dicace Je d die ce travail gt Mon p re pour ses sacrifices sa patience et son encouragement gt Ma belle m re en reconnaissance pour sa piti et sa patience gt Mes fr res et sceurs chacun par son nom gt Toute ma famille gt Tous mes amis Mustapha D veloppement d une Biblioth que II Liste des tableaux BProPT Liste des ta
91. ernant une m thode d termin e et agissant sur le type d riv correspondant cette m thode Il est noter qu il y a des m thodes bas es sur D veloppement d une Biblioth que 56 Impl mentation Chapitre III BProPT deux types des groupes Cette esp ce des m thodes dispose de deux proc dures l une pour les groupes de premier ordre et l autre pour les groupes de deuxi me ordre Les proc dures des groupes de premier ordre autant que les proc dures des groupes de deuxi me ordre dispose chacune d elles d un nom g n rique regroupant la totalit des noms des m thodes disponibles Comme exemple on consid re la proc dure r serv e la m thode de Joback et Reid 2 agissant sur le type d riv Type GPOJR d cri pr c demment Subroutine JR Get VCGPO IDGPO VCGPO IDGPO Tableau entier Tableau dynamique des entiers contient les nombres d identification des groupes de premier ordre VCGPO Tableau de Tableau dynamique contient les valeurs de type GPOJR contributions des groupes de premier ordre de type GPOJR Tableau IIL 1 Exemple illustre un mod le d une proc dure d importation des valeurs de contributions de groupes D apr s ce tableau nous pouvons tirer les l ments constituants suivants Subroutine d clare le d but de sous programme JR Get VCGPO est le nom abr g de sous programme Ce nom est divis en trois parties JR Abr viation d crivant le nom de la m thode Dans c
92. es contenu dans le type d riv est repr sent e sous forme d un tableau des valeurs r elles dont la dimension est inconnue et peut tre d termin durant l utilisation selon les besoins de l utilisateur La r gle de nomination des types d riv s et des contributions de groupes est similaire celle utilis e aux types d riv s de la classe Get Valcont mais avec une petite modification de l arrangement D veloppement d une Biblioth que 60 Impl mentation Chapitre III BProPT Pour illustrer ce qu a t d crit au dessus on prend l exemple qui repr sente la partie d clarative concernant les types d riv s caract risant la classe Temp Critique Type TCPO Private Real Dimension Pointer TCPCG Real Dimension Pointer TCPJR Real Dimension Pointer TCPMP Real Dimension Pointer TCPWJ Real Dimension Pointer TCPWQ Real Dimension Pointer TCPCT End Type TCPO Type TCSO Private Real Dimension Pointer TCSCG Pointer TCSWJ Pointer TCSWQ Real Dimension xw yw y Real Dimension End Type TCSO Le nom de chacun des types d riv s illustr s au dessus apparait sous forme d une abr viation et se divise en deux sections 1 La premi re d crit le nom de la propri t 2 La deuxi me section d crit l ordre des contributions Pour illustrer cette r gle de nomination des types d riv s on consid re les deux exemples
93. es suivant les besoins de l utilisateur Ces proc dures sont regroup es dans le module S Alloc sous un nom g n rique Vect Alloc Comme exemple on consid re le sous programme d allocation d un tableau des entiers d une seule dimension SubroutineVect alloc 1 Vect Debl Finl Vect Tableau entier Tableau dynamique des entiers d une seule dimension Debl Entier Valeur enti re d clare le d but de tableau Vect Finl Entier Valeur enti re d clare la fin de tableau Vect Tableau IIL 10 Allocation d un tableau dynamique des entiers d une seule dimension D veloppement d une Biblioth que 71 Impl mentation Chapitre III BProPT III 2 4 Classe TLV TWA Un autre type des classes de propri t s est celui de la classe TLV TWA Cette classe qui forme un cas particulier n ob it pas la r gle de construction des classes pr c dentes Contrairement aux autres classes cette classe n utilise pas la classe du comportement g n ral Get Valcont L importation des valeurs de contribution des groupes n cessaires pour pr dire la propri t convenable cette classe est faite donc l aide d une proc dure contenue dans cette derni re et pas dans la classe du comportement g n ral Get Valcont Il est noter que la partie d clarative r serv e aux classes et aux modules assistants ne contient que le module Fonc bas fonction de base et la partie d clarative concernant les types d riv s contient un seul type d riv
94. estimer les valeurs de la temp rature critique des compos s 3 5 di m thyle pyridine et 1 1 1 2 2 2 trichloro trifluoro thane par la m thode Chein 21 1 Estimation de la temp rature critique du compos 3 5 dim thylepyridine L quation Tc Est K Tc Est K Utilis e Par CT Par Bib 11 15 Tableau IV 6 Estimation de la temp rature critique du compos 3 5 dim thylepyridine par la m thode de Chein 24 2 Estimation de la temp rature critique du compos 1 1 1 2 2 2 trichlorotrifluoro thane L quation Tc Est K Tc Est K Utilis e Par CT Par Bib 11 15 478 45 Tableau IV 7 Estimation de la temp rature critique du compos 1 1 1 2 2 2 trichlorotrifluoro thane par la m thode de Chein 24 D veloppement d une biblioth que 82 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT De la m me mani re et sans tenir en compte les d tailles repr sentant les groupes qui constituent la structure mol culaire nous allons repr senter les valeurs de la temp rature critique d une collection contient plusieurs compos s organiques de plusieurs familles chimiques Contributions Compos s NCGPOTIxPI 3 m thyl 1 2 butadiene 2xP1 P5 P7 P18 1 Butyne P1 P2 P9 P10 Cis 1 3 dim thylcyclohexne 2xP1 4xP11 2xP12 Isopropyl benz ne 2xP1 P3 5xP14 P15 2 m thyl 1 propanol 2xP1 P2 P3 P16 Butylaldehyde P1 2xP2 P18 M thylisopropyle
95. et Qiang Chein Hsiun Tu 1 La temp rature critique Primaire f sm Constantinou et Gani Joback et Reid Marrero et Pardillo Primaire Wilson et Jasperson Wen et Qiang Constantinou et Gani Joback et Reid Marrero et Pardillo Wen et Qiang Constantinou et Gani Joback et Reid Primaire Marrero et Pardillo La pression critique Le volume critique Primaire La temp rature d bullition Constantinou et Gani Joback et Reid La temp rature de fusis Primaire Constantinou et Gani Joback et Reid Constantinou et Gani Joback et Reid Constantinou et Gani Joback et Reid Joback et Reid L nergie standard de Gibbs L enthalpie standard de formation L enthalpie standard de vaporisation L enthalpie standard de fusion Primaire Primaire Primaire NIN m D Ny N G9 D Ui C9 D mein bh C9 D BIA Un 4 WN Primaire Le volume molaire du Constantinou et Gani liquide Elbro et Al Le Facteur Acentrique 1 Constantinou et Gani Primaire sacs 1 Constantinou et Gani La capacit calorifique back et Reid f sm T La Viscosit Liquide Joback et Reid Tableau IV 1 La propri t et les m thodes d estimation correspondantes D veloppement d une biblioth que 78 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT IV 3 Sommaires statistiques Dans cette section nous allons pr senter
96. ettings 21x G2 USER4 Settings For win32 Debug Build Debug X Find in Files 1 X Find in Files2 7 Eu copy BProPT Debug BProPT dll In13 Co38 REC COL OVA READ 6 Recompiler votre programme puis de Build menu s lectionner Rebuild All 7 Ex cuter votre programme D veloppement d une biblioth que 104 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT IV 4 Programme utilisateur Ndoc BProPT F 9O Physicals and Thermodynamics Properties library Object Oriented Fortran 90 Ncopyright 2003 2004 All rights reserved Laboratoire de Valorisation et Promotions des Ressources Sahariens LVPRS quipe d Analyse Fonctionnelle des Proc d s Universit de Ouargla BP 511 Route De Gharda a Ouargla Alegria M Saidat M Korichi and L Touhami Version 1 09 October 2003 l Purpose Program Utilisateur Program define an example to calculate Critical Temperature by Constantinou and Gani and Joback and Reid methods for propane Nend Program Utilisateur Modules Use Donb Glob Use Calc_Prop Write Code de la propri t d sir e a calculer Read IDNP Write Code de la m thode d estimation Read IDNM Write Nombre de types des groupes de premier ordre Read NTGPO Allocate IDGPO 1 NTGPO Allocate NCGPOTI 1 NTGPO D veloppement d une biblioth que 105 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT Writ
97. f rents types des mod les d quations est repr sent e dans la figure 1 9 15 Mod les du proc d Equations du bilan Equations de Contraintes dx dt f x y p d t g xypd 0 B Equations Constitutives y Mod les de ph nom ne gi x y 0 0 Figure 1 9 Classification des quations du mod le 1 3 2 R les de propri t s Dans cette section nous essayons de repr senter les r les essentiels des propri t s Ces r les peuvent tre r sum s par les pointes suivants 15 1 3 2 1 R le du service Dans les probl mes de simulation des proc d s stationnaires ou dynamiques les propri t s sont en r le de service cela signifie que les mod les de ces derni res donnent les valeurs en cas de demande en respectant les conditions sp cifiques du proc d 15 Donc le r le de service peut tre jouer car les valeurs des variables constitutives pr sentes dans les quations d quilibres et dans les quations de contraintes sont en besoin pour tre connues durant la solution de ces quations 16 Comme exemple on consid re le mod le qui repr sente les processus d quilibre dans les deux phases liquide et vapeur Liq Vapy 15 D veloppement d une biblioth que 21 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT f y Yii F L V 0 1 4 fF LV pp h H 0 1 5 K 8 0 x T P 1 6 i dd 1 7 H g T P 1 8 Comme le repr sentent les quations du mod l
98. ganics Compounds Elsevier Amsterdam First edition 5 Laminie J ET Pascal F 1994 La M thode des El ments Finis en Fortran 90 Vers une Programmation Orient e Objet LConception D une Biblioth que http www math u psud Fr laminie F90 Lib Ve 6 Delanoy C 2001 Programmeur en C 4 Edition Eyrolles Livre Paris 7 Jesse L et al 1999 C Ressources d Experts Campus Press France 8 Chrisment C Pujolle G et Zurfluh G Bases de Donn es Orient es Objets Technique de L ing nieur Traite Informatique H3840 9 Constantinou L and Gani R 1994 M mo UML Unified Modeling Language 10 Decyk V K Norton C D and Szymanski B K Introduction to Object Oriented Concepts Using Fortran90 http www cs rpi edu Szymanski OOF90 F90 Objects html 11 Rumbaugh J Blaha M Premerlani W Eddy F and Lorenson W 1991 Object Oriented Modeling and Design Prentice Hall Englewood Cliffs NJ 12 Decyk V K Norton C D and Szymanski B K 1998 How To Support Inheritance And Run Time Polymorphism In Fortran90 Computer physics Communications 11 9 17 13 Delanoy C 2001 Programmeur en Fortran90 4 Edition Eyrolles Livre Paris 14 Stroustrup B 1991 What is Object Oriented Programming AT amp T Bell Laboratories Murray Hill NJ 07974 113 Bibliographies BProPT 15 Gani R and O connelli J P 2001
99. id 1 2 3 Trichloro propane P5 3xP29 P9 4xP28 P1 P2 P5 P26 P28 P2 P20 P28 5xP30 P3 1 P1 P9 P26 2xP28 4xP30 2xP33 4xP2 2xP15 P24 3xP1 P23 P20 2xP1 P17 P23 P1 3xP30 P31 2xP35 2xP2 P15 P25 P1 3xP2 P15 P21 6xP2 2xP2 P1 P21 4xP30 P31 P32 4xP30 P33 P35 P9 P16 3xP28 2xP2 P5 3xP28 CNA CNA CNA Tableau IV 12 L aromaticit et l identification de contributions des groupes qui constituent la collection des compos s organiques propos e par HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 D veloppement d une biblioth que concernant la cat gorie B 87 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT Compos TLV TWA Est TLV TWA Est ppm ppm le Par HGH Par Bib Bromoforme 0 59 0 587 0 508 Carbone tetraChloride 3 8 3 8 0 1 Chloro 1 Nitro propane 2 2 0 Chloroaceto ph none 0 05 0 05 0 1 1 DiChloro 1 Nitro Ethane 3 8 3 8 0 Di Chloro benz ne 0 71 0 708 0 28 Diethanolamine 3 3 0 N N Di m thyle ac tamide 8 4 8 4 0 Di m thyle forme amide 13 3 13 3 0 Di nitro tolu ne 0 02 0 02 0 Ethanol amine 3 3 0 2 Ethoxy thanol 2 42 2 42 0 1 6 Hexane diamine 0 5 0 5 0 2 M thoxy ph nol 0 46 0 459 0 217 p Nitro chloro benz ne 0 1 0 1 0 Trichloro ac tique acide 1 1 0 1 2 3 Trichloro propane 8 73 8 729 0 011 Tableau IV 13 Les valeurs de TLV TWA de la collection des compos s organiques propos e par HAMAD GUPTA et EL HALW AGI 29 concernant
100. ie que les mod les des diff rentes m thodes de calcul concernant la propri t de cette classe ne n cessitent pas des valeurs de propri t s des autres classes Comme exemple on consid re la partie d clarative de laclasse Temp Ebul Module Temp Ebull Modules Use Donb Glob Use Fonc Bas Use Get Valcont Comme la repr sente la section ci dessus nous constatons qu elle contient la d claration des modules assistants et la d claration de module du comportement g n ral seulement 2 Deuxi me cat gorie Classe qui contient une ou plusieurs fonctions ou proc dures n cessitant des valeurs des propri t s des autres classes Comme exemple on consid re la partie d clarative de la classe Temp Critique Module Temp Critique Modules Use Donb Glob Use Fonc Bas Use Get Valcont Use Temp Ebull Comme la repr sente cette partie nous constatons qu elle contient la d claration de la classe Temp Ebull ceci qui veut dire qu il y a une ou plusieurs fonctions ou proc dures de cette classe qui utilisent la valeur de la temp rature d bullition pour calculer la temp rature critique Nous pouvons dire aussi qu il y a une relation entre la classe Temp Ebull et la classe Temp Critique Dans les langages de type objet cette relation est appel e H ritage c est dire une classe h rite des propri t s d une autre classe h ritage simple ou de plusieurs classes h ritage multiple Dans notre cas la classe Temp Critique
101. ilise des groupes plus compliqu s que ceux de premier ordre la structure de ces groupes est constitu e par des groupes de premier ordre comme des blocks constructifs Comme exemple les groupes D veloppement d une Biblioth que 35 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT CH3CO et CH2 de premier ordre sont des blocks constructifs au groupe CH3COCH2 de deuxi me ordre Le mod le de r gression propos pour d terminer les quations de propri t s tudi es s crit sou la forme suivante Ax gt NC W 2 M D 11 22 i j Ce mod le est appliqu pour corr ler toutes les propri t s physiques et thermodynamiques tudi es par cette m thode Ces quations sont list es au tableau II 5 D veloppement d une Biblioth que 36 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT exp Th 204 35 XN M st 11 23 exp T p 102 425 EN tu M ity IL 24 exp Te 181 128 N ito 2M 4 I 25 p 1 3705 0 100220 D NP 2 MPa IL 26 V 0 004350 2 NV at gt M WV a II 27 AH 10 835 2 Nis ZM hy 11 28 AH 6 829 2 Nha 2 M ho 11 29 AG 14 828 2 N g 2 M g 11 30 exp W o aoss 1 1507 2 Nw LM wy 11 31 V 0 01211 DNV XA 11 32 duc a MOT DOTE Y N CP a t ZM Cp yo 22 5981 Y NACP n x M Cp 10 7983 18 2 11 33 0 T 298 700 Tableau IL5 Les quations caract ristiques de mod les des propri t s tudi es par Constan
102. imples sans prendre en compte les interactions entre ces groupes est insuffisante pour d crire le comportement de la mol cule La mod lisation lin aire en tenant en compte les groupes simples est insuffisante pour d velopper des mod les d estimation de propri t s assez pr cises La mod lisation non lin aire quelque soit le type de groupes utilis s simples ou complexe donne des valeurs de propri t s plus pr cises que celle des mod les lin aires La combinaison entre les diff rents types de groupes simples ou complexe dans un modele lin aire donne des valeurs ayant de pr cision acceptable Les m thodes d estimation bas es sur les contributions des interactions de groupes donnent des valeurs pr cises quelque soit le type de mod le D veloppement d une Biblioth que 50 Analyse bibliographique Chapitre III Chapitre III BProPT Chapitre IIT Impl mentation informatique III 1 Introduction Ce chapitre repr sente la partie pratique de ce travail Dans cette partie nous essayons d identifier les diff rentes classes qui constituent la biblioth que et nous d crivons et discutons les tapes de l impl mentation informatique des proc dures concernant les m thodes de contribution des groupes en tenant compte des possibilit s du FORTRAN 90 III 2 Identification des classes Le choix que nous avons retenu consiste consid rer chaque propri t parmi les propri t s tudi es comme une classe
103. ind pendante Chaque classe de propri t dispose d une ou plusieurs m thodes de contributions de groupes Comme exemple on consid re le sch ma explicatif de la classe Temp Critique Module Temp Critique Type TCPO Type TCSO CG Temp Critique JR Temp Critique MP Temp Critique WJ Temp Critique WQ Temp Critique CT Temp Critique Figure II 1 Sch ma repr sente la structure de la classe Temp Critique Dans le langage de programmation orient e objet le module que nous avons cr e est connu comme une classe Il est compos de la d finition des types d riv s comme un nom de classe et des proc dures op rantes sur cette classe appel es fonctions membres Les constituants d un type d riv sont appel s donn es membres de la classe alors que la totalit D veloppement d une Biblioth que 51 Impl mentation Chapitre III BProPT des donn es dans le module correspondent aux donn s membres statiques de la classe Les variables qui ont le type TCPO et TCSO sont connus comme des objets En plus des classes de propri t s il se trouve une classe qui a un comportement g n ral et peut tre utilis e par chacune des classes des propri t s Cette classe a t utilis e pour apporter les valeurs de contributions de groupes n cessaires au calcul de la propri t Les classes des propri t s pr c dentes sont toutes rassembl es dans un module unique et sous un m me sous programme Ce regroupement permet d
104. ion 1 2 D viation standard La structure mol culaire Latemp rature en kelvin La temp rature d bullition en kelvin La contribution de la temp rature d bullition de groupe de premier ordre du type 1 l quation IL 23 La contribution de la temp rature d bullition de groupe de deuxi me ordre du type j l quation II 23 La temp rature critique en kelvin La temp rature critique suppos e en kelvin D veloppement d une biblioth que XII Nomenclateurs Tc loli toj exp Te P est Tci TLV TWA Tm mli m2j BProPT La contribution de groupe de la temp rature critique l quation 11 43 La contribution de la temp rature critique de groupe de premier ordre du type 1 a l quation IL 25 La contribution de la temp rature critique de groupe de deuxi me ordre du type j l quation IL 25 La temp rature critique exp rimentale du compos 1 La temp rature critique estim e du compos 1 La temp rature de fusion en kelvin Le temps approximatif mesur pour une p riode de 8 heures d un jour de travail ou de 40 heures d une semaine de travail pendant l exposition aux polluantes La temp rature de fusion La contribution de la temp rature de fusion de groupe de premier ordre du type 1 l quation II 24 La contribution de la temp rature de fusion de groupe de deuxi me ordre du type j
105. ion de la temp rature d bullition Tb Compos Tb Est K Par CG Tb Est K Par Bib BProPT lel 2 3 Di m thyle Hexane 391 41 391 409 0 00025 2 4 Di m thyle Hexane 382 32 382 315 0 0013 2 5 Di m thyle Hexane 378 64 378 641 0 00026 Tableau IV 16 Estimation de la temp rature d bullition Tb des isom res de Di m thyle hexane par la m thode de Constantinou et Gani 3 2 Estimation de la temp rature d bullition Tb pour les compos s 2 m thyle 2 4 pentandiol et 3 m thyle butanoique acide Compos s 2 m thyle 2 4 pentandiol 3 m thyle butanoique acide Groupes de premier ordre Groupe IDGPO NCGPOTI NCGPOTI CH 1 3 2 CH 2 1 1 CH 3 1 1 C 4 1 OH 16 2 COOH 39 1 Groupes de deuxi me ordre Groupe IDGSO NCGSOTJ NCGSOTJ CH3 2CH 1 1 CHOH 28 l B COH 29 l Tableau IV 17 Identification des groupes des compos s 2 m thyle 2 4 pentandiol et 3 m thyle butanoique acide suivant la m thode de Constantinou et Gani 3 D veloppement d une biblioth que 90 R sultats et Discussion Chapitre IV Compos Tb Est K Par CG Tb Est K Par Bib BProPT leo 2 m thyle 2 4 pentandiol 465 18 465 182 0 00042 3 m thyle butanoique acide 449 53 449 535 0 0011 Tableau IV 18 Estimation de la temp rature d bullition Tb des compos
106. ion des solvants comme les impactes environnementaux et le co t du solvant Etant donn s les D veloppement d une biblioth que 22 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT propri t s cibles du solvant optimal sans connaissance de la structure chimique nous pouvons choisir le solvant d extraction convenable et r duire l espace de recherche 15 I 4 Conclusion Dans ce chapitre on a essay de projeter la lumi re d un c t sur les propri t s physiques et thermodynamiques de point de vue leur classification et la pr sentation du concept des m thodes d estimation utilis es pour estimer ces propri t s principalement celles bas es sur le concept de contribution de groupes ainsi que la d finition et la description du principe de la m thode de programmation orient e objet D autre c t on a essay d illustrer la notion des biblioth ques et le but de d veloppement de ces biblioth ques D veloppement d une biblioth que 23 Terminologie et position du probl me Chapitre II Chapitre II BProPT Chapitre IT Analyse bibliographique et description des m thodes de contributions II 1 Introduction L estimation des propri t s physiques et thermodynamiques des compos s purs et des m langes a connu un d veloppement tr s grand et tr s rapide depuis les ann es cinquante Depuis cette poque les chercheurs ont d velopp des mod les de calcul de propri t s partir des donn es ex
107. ion nous allons analyser et identifier la m thode la plus pr cise pour estimer chaque propri t 1 La temp rature critique Cette propri t dispose six m thodes d estimation savoir m thode de Joback et Reid 2 de Constantinou et Gani 3 de Marrero et Pardillo 35 de Wilson et Jasperson 34 de Wen et Qiang 36 et de Chein 24 L analyse des AAPEs de ces derni res a montr que la m thode Marrero et Pardillo 35 en cas d utilisation des valeurs exp rimentales de la temp rature d bullition donne des valeurs de temp rature critique plus pr cises que celles qui peuvent tre obtenues par d autres m thodes D autre c t la m thode de Wilson et Jasperson 34 est la m thode la plus simple car elle a le nombre de groupes le plus r duit Elle se base sur les contributions des atomes qui constituent la mol cule et couvre les deux esp ces de compos s organiques et non organiques Finalement les m thodes de Joback et Reid 2 et de Chein 24 ont le domaine d application le plus vaste aussi elles sont moins pr cises 2 La pression critique Le nombre des m thodes utilis es pour estimer cette propri t est gale cinq Ces m thodes sont les m mes que celles utilis es pour estimer la temp rature critique l exception de la m thode de Chein 24 L analyse des AAPEs de ces derni res nous a conduit observer que la m thode de Wen et Qiang 36 est plus pr cise que les autres m thodes En deuxi me ordre pr
108. ique et nerg tique du proc d 2 Etant donn un proc d chimique les conditions op ratoires et les sp cifications des quipements Construire un syst me du contr le au proc d 3 Etant donn la mati re premi re les sp cifications du produit fini et les informations de la vitesse de la r action D terminer un proc d optimal D veloppement d une biblioth que 19 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT 4 Finalement tant donn un proc d et les sp cifications du nouveau produit D terminer les nouvelles conditions op ratoires optimales Les probl mes cit s ci dessus n cessitent des mod les math matiques repr sentant leurs proc d s ainsi que des solutions ces mod les Le choix du mod le d pend du type de probl me et des d tailles du proc d Il est noter que les mod les de tous les proc d s utilisent les propri t s comme des variables interm diaires et leurs valeurs sont pris pour tudier le comportement des transformations du proc d et aussi pour d terminer les conditions op ratoires Donc et afin de repr senter les r les des mod les de propri t s nous allons en premier lieu d finir le mod le math matique et repr senter les diff rents mod les qui peuvent constituer un probl me de simulation ou de conception de proc d s 1 3 1 Mod le math matique Un mod le qui repr sente un produit ou un proc d est d finit comme tant
109. ire de nouvelles classes qui h ritent des propri t s d une ou plusieurs classes La notion d h ritage permet aussi de r duire l importance des besoins de duplication des programmes et permettre la construction des logiciels r utilisables 5 1 2 2 2 6 Programmation orient e objet et le FORTRAN 90 Dans les langages objet la notion de classes est une notion s mantique c est dire le module qui d crit une classe devient un l ment de programmation ayant des propri t s sp cifiques comme un type ou une variable 5 1 2 2 2 6 1 Type d riv Le FORTRAN a un nombre de types des donn es intrins ques c est dire des types primitifs comme l entier le r el le complexe la logique et le caract re ou on peut d fini les op rateurs et les fonctions dans ce langage Dans le FORTRAN 90 il apparait un nouveau type important connu sous le nom Type d riv et appel aussi Type de donn es abstraites 10 Le type d riv permet de d crire des objets ou des structures qui regroupent des donn s h t rog nes Les composants de ces structures sont soient des scalaires de type pr d fini Entier R el Complexe Caract re Logique soient des tableaux si les tendus sont connus soient des pointeurs soient des types d riv s d finis pr c demment 5 1 2 2 2 6 2 Module Le module en FORTRAN 90 est d finit comme tant une construction soumise a des r gles du langage qui regroupe des parties du
110. it temps d ex cution et taille m moire optimales 6 Dans les ann es pass es et jusqu la fin des ann es 90 tous les programmes d velopp s ont t des programmes proc duraux c est dire des programmes d velopp s suivant l quation de Wirth 6 Structure de Donn es Proc dures Programme Il est noter que la programmation selon cette quation ne v rifie pas les crit res pr c dents et les programmes d velopp s ont tendance tre difficiles g rer maintenir et voluer Face ce probl me les d veloppeurs ont analys la situation et ils sont arriv s aux r sultats suivants 7 gt Les programmes ont t d fectueux bourr s d erreurs non fiables et co teux gt Le budget des projets de construction et de maintenance a t toujours d pass Les programmes ont t toujours commercialis s en retard D veloppement d une biblioth que 10 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT A la lumi re de tous ces probl mes elle appara t une nouvelle structure de programmation appel e la programmation orient e objet Cette nouvelle technique repose sur deux l ments essentiels 7 gt La mod lisation par objet gt La programmation orient e objet I 2 2 1 Mod lisation par objet La mod lisation par objet est un ensemble de concepts destin s d crire des objets et leur associations 8 L objectif de la mod lisation est de fournir
111. ivantes gt Ecriture du code source dans un langage de haut niveau avec un diteur de texte gt La traduction des codes sources pour obtenir des instructions exploitables par la machine C est le code objet qui r alise les m mes op rations que le code source mais dans un langage exploitable directement par la machine Cette tape de traduction de code source en code objet est connue sous le nom de compilation Une session de compilation n implique g n ralement qu une partie du programme c est dire un ou quelques fichiers sources gt Lorsque tous les fichiers de code objet du programme sont g n r s l tape suivante consiste lier tous les morceaux du puzzle L diteur de lien est l utilitaire responsable de cette tache Le r sultat est un programme qui peut tre charg et ex cut directement D veloppement d une biblioth que 18 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT 1 2 3 2 Probl matique Plus tard il est observ que les programmes importants sont difficiles g n rer s ils r sident dans un fichier unique D autre c t il apparait aussi que beaucoup de fonctions taient communes de nombreux programmes et une modification m me mineure du code source implique la re compilation de l ensemble du code source c est dire recompiler des parties du code inchang es pour obtenir le programme modifi Ceci justifia l introduction de la compilation par modules c est dire le
112. jours de trouver des valeurs exp rimentales qui couvrent un domaine large de conditions op ratoires des proc d s et il n est pas possible toujours de les mesurer en cas de besoins Pour cette raison plusieurs m thodes d estimation ont t propos es parmi lesquelles on peut citer les m thodes bas es sur le concept de contributions des groupes La remarque la plus importante est que ces m thodes bas es sur des corr lations math matiques et utilisent les valeurs de contributions de plusieurs groupes Donc il n est pas possible de calculer les propri t s d sir es manuellement car cette op ration prend beaucoup de temps Pour cela il fallait les mettre sous forme de programmes Biblioth ques ou des logiciels pour faciliter le calcul D veloppement d une biblioth que 1 Introduction g n rale BProPT Vu la diversit de l industrie d une part et le souci de rendre le domaine d utilisation d un logiciel plus large le d veloppement d une biblioth que orient e objet de propri t s est un int r t capital L objectif de ce travail est de d velopper une biblioth que de proc dures de calcul de propri t s physiques et thermodynamiques bas s sur les m thodes de contributions des groupes organiques et la programmation orient e objet Ce travail de recherche a t r alis au sein du Laboratoire de Valorisation et Promotions des Ressources Sahariennes LVPRS de l universit de Ouargla et plus particuli reme
113. l enthalpie de vaporisation et de la capacit calorifique sont estim es par les m mes m thodes telles que les m thodes de Joback et Reid 2 et de Constantinou et Gani 3 L analyse des AAPEs de ces deux m thodes a montr que la m thode de Constantinou et Gani 3 est la plus pr cise pour estimer l enthalpie de vaporisation et la capacit calorifique alors que la m thode de Joback et Reid 2 est la plus pr cise pour estimer l enthalpie standard de Formation et l nergie standard de Gibbs 6 Le volume molaire du liquide Cette propri t peut tre calcul e par les m thodes d Elbro et al 21 et de Constantinou et Gani 3 La pr cision de la deuxi me est mieux que celle d Elbro et al 21 mais plus compliqu et utilise une collection de groupes plus grande De l autre c te la m thode d Elbro 21 est limit e dans les applications en comparaison avec celle de Constantinou et Gani 3 7 En ce qui concerne les autres propri t s chacune d elles a une seule m thode de pr diction Finalement il est possible de dire qu il y a une r gle de choix de la m thode d estimation Cette r gle comprend la s lection de la m thode la plus simple et qui couvre la plus parts des familles chimiques D veloppement d une Biblioth que 49 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT II 4 Conclusion La repr sentation simple de la structure mol culaire et la division de cette structure en plusieurs groupes s
114. le test d une collection de compos s utilis s comme exemple pour illustrer la fiabilit des m thodes de pr dictions mises en ceuvre pour d velopper la biblioth que et de comparer les valeurs de ces exemples obtenues par les auteurs des m thodes eux m mes avec celles obtenues par la biblioth que IV 3 1 Cas de la m thode de Joback et Reid Estimation des valeurs de 11 propri t s de Joback et Reid 2 pour le compos p dichloro benz ne Le groupe Cl CH ring C lt ring Tableau IV 2 Identification des groupes de premier ordre de Joback et Reid 2 qui constituent le compos p dichloro Benzene D veloppement d une biblioth que 79 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT Di L quation Val Est Par Val Est Par e Utilis e JR Bib Ty k 11 2 443 4 443 4 0 00 T k 11 3 256 256 16 0 06 Tc k 11 4 675 675 16 0 02 Pc bar 11 5 41 5 41 5 0 02 Vc cm mole 11 6 362 361 5 0 14 AH 293 kJ mole IL 7 26 41 26 409 0 00 AG 298 kJ mole II 10 78 56 78 56 0 00 C 298 J mol k 11 11 112 3 112 18 0 11 C 400 J mol k 11 11 139 2 139 04 0 11 C 800 J mol k 11 11 206 8 206 31 0 24 C 1000 J mol k 11 11 224 6 223 84 0 34 AH kJ mole IL 8 40 66 40 65 0 02 H kJ mole II 9 13 3 13 34 0 30 71 333 8 N s m 11 12 7 26107 7 25x10 0 14 nz 374 4 N s m 11 12
115. les propri t s e La grande diff rence entre les valeurs exp rimentales et les valeurs de propri t s estim es par cette m thode apparait en particulier pour des compos s qui ont les plus petites et les plus grandes mol cules et aussi aux compos s fluor s et aux compos s qui ont de grands cycles D veloppement d une Biblioth que 39 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT II 2 1 2 2 M thode de Wilson et Jasperson 1996 Wilson et Jasperson 34 ont d velopp une m thode pour estimer la temp rature et la pression critique Les mod les d velopp s sont applicables pour les deux esp ces des compos s organiques et non organiques Le principe de la technique utilis e est bas sur deux nivaux de contributions Le premier niveau utilise les contributions des atomes qui constituent la mol cule alors que le deuxi me niveau utilise les contributions de groupes fonctionnels pr sents dans la mol cule Les diff rents atomes et groupes utilis es sont list es aux tableau 1 et 2 respectivement dans l annexe 4 En addition aux contributions chacun des mod les n cessite deux quantit s sont le nombre des cycles pour les deux mod les la temp rature critique pour le mod le de la pression critique et la temp rature d bullition pour le mod le de la temp rature critique Les quations caract ristiques des mod les d velopp s peuvent s crivent sous la forme suivante T Ty 0 048271 0 01984N D4
116. llution implique la substitution des r actants et des esp ces polluantes par d autres non polluantes Pour cela plusieurs contributions ont t propos es pour synth tiser des martiaux non polluants Crabtree et El Halwagi 25 ont d velopp une proc dure syst matique pour synth tiser des r actants acceptables l environnement Joback 26 et Constantinou et al 27 ont d velopp une strat gie de substitution des mat riaux pour r duire la pollution Chen et AI 28 ont v rifie la possibilit d appliquer les param tres des interactions des groupes de lUNIFAC pour d velopper un mod le de pr diction concernant quelques propri t s thermodynamiques comme le coefficient de partition 1 Octanol eau et le coefficient de la solubilit l eau Le but du travail de HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 tait de d velopper un mod le pour estimer les valeurs de TLV TWA Taux approximatif mesur pour une p riode de 8 heures d un jour du travail normal ou de 40 heures d une semaine de travail de l exposition aux polluants pour les compos s organiques tout en se basant sur le principe de contribution des groupes Les valeurs de TLV TWA utilis es pour r aliser ce travail sont estim es par la conf rence gouvernementale am ricaine des hygi nistes industrielles ACGIH a D veloppement de la m thode En premier temps et afin de corr ler les valeurs de TLV TWA publi es par Lewis 30 une op ration de r gression lin aire a
117. maires Ces propri t s d pendent seulement de la structure mol culaire Comme exemple on peut citer les constantes critiques TC PC et VC les points d bullition TB et de fusion TFP b Propri t s secondaires Dans ce type la propri t d pend d autres propri t s explicites ou implicites en plus des variables comme la temp rature la pression et les compositions Comme exemple on cite la capacit calorifique et la viscosit liquide Les quations caract ristiques de ces deux types de propri t s peuvent tre crites comme suit 1 p rT lc pms 1 1 p f p T P X 1 2 Le sch ma d crivant la pr c dente classification est illustr dans la figure 1 1 D veloppement d une biblioth que 4 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT Propri t s physiques Caract ristiques et thermodynamiques Propri t s Mesur es Explicites Propri t s Propri t s Primaires Secondaires D pend d autres propri t s explicites ou implicites D pend des variables comme T P et X Figure I 1 sch ma de la classification des propri t s physiques et thermodynamiques D veloppement d une biblioth que 5 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT I 2 1 2 Classification des m thodes d estimations La classification des m thodes d estimation de propri t s a comme objectif le recensement et l arrangement des diff rentes techniques d
118. mation des propri t s 8 I 3 Sch ma repr sente la structure d une classe 12 I 4 Sch ma repr sente la notion de la relation d utilisation 13 1 5 Sch ma illustre la notion d un objet 14 1 6 Sch ma repr sente la notion d une m thode 14 1 7 Sch ma repr sente la notion d encapsulation 15 1 8 Sch ma repr sente la notion d une classe 16 1 9 Classification des quations d un mod le 2 IL1 Classification des m thode de contributions de groupes 23 II 1 Sch ma repr sente la structure de la classe Temp Critique 51 III 2 a Sch ma de d pendance des classes de la biblioth que 53 III 2 b Sch ma de d pendance des classes de la biblioth que 54 II 3 R gles de nomination des contributions de groupes 56 I 4 Sch ma repr sente la relation d utilisation 60 D veloppement d une Biblioth que VII Liste des quations BProPT Liste des quations Equation Page L1 L quation caract ritiques des propri t s de premier odre 4 1 2 L quation caract ritiques des propri t s de deuxi me odre 4 L3 L quation caract ritiques des m thodes additives 10 1 4 L quation du bilan massique dans le mod le d quilibre Liq Vap 22 1 5 L quation du bilan nerg tique dans le mod le d quilibre Liq Vap 22 1 6 L quation de constant d quilibre dans le mod le d quilibre Liq Vap 22 1 7 L quation de l Enthalpie de Vapeur dans le mod le d quilibre Liq Vap 22 1 8 L quation de l Enthalpie du
119. mp rature d Ebullition de Marrero et Pardillo 35 a 11 38 L quation de la Temp rature Critique de Marrero et Pardillo 35 41 11 39 L quation de la Pression Critique de Marrero et Pardillo 35 41 IL40 L quation du Volume Critique de Marrero et Pardillo 35 41 11 41 L quation du mod le de pr diction propos par Wen et Qiang 36 44 IL42 L quation de la Temp rature Critique de Wen et Qiang 36 45 IL43 L quation de mod le de la Temp rature Critique bas sur la temp rature d Ebullition de Wen et Qiang 36 42 11 44 L quation de la Pression Critique de Wen et Qiang 36 45 II 45 L quation du Volume Critique de Wen et Qiang 36 45 D veloppement d une Biblioth que IX Nomenclateurs e e T op gt gt QOD uw t fp 82i 83 BProPT Nomenclateurs Param tres correctifs aux quations de 11 36 jusqu 11 40 Constante de corr lation l quation 11 41 Constante de l quation de Kurata et Isida l quation II 15 Constante l quation II 17 Contribution de groupe l quation II 14 Param tre correctif aux quation 11 36 et II 40 Constante de contributions de groupes l quation II 18 Constante de l quation de Kurata et Isida l quation II 15 Constante l quation II 17 Contribution de groupe l quation II 14 Constante l quation IL20 d pend du groupe polaire constituant pour la cat
120. n identifiant unique repr sentant le monde r el fig 1 5 D veloppement d une biblioth que 13 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT Exemple Un produit chimique en stocke est un objet il est caract ris par une r f rence une d signation et une quantit Produit chimique R f rence D signation Quantit Figure I 5 Sch ma illustre la notion d un objet R f rence d signation et quantit sont les attributs de l objet du type Produit Chimique L objet est manipul par des proc dures appel es m thodes qui sont caract ris es par des en t tes d finissant leur nom les param tres d appel et de retour pour chacune d elle Exemple Nous pouvons d finir comme m thodes de l objet Produit Chimique e SortieProd Chim M thode permettant de diminuer la quantit en stock e EntreeProd Chim M thode permettant d augmenter la quantit en stock Figure I 6 Sch ma illustre la notion d une m thode 1 2 2 2 2 Encapsulation La fusion d un bloc de code et d un bloc de donn es est un nouveau concept celui d encapsulation Cette derni re signifie qu il n est pas possible d agir directement sur les donn es d un objet mais il est n cessaire de passer par l interm diaire de ses m thodes qui jouent le r le d interface obligatoire L int r t de l encapsulation est qu un objet se caract rise uniquement par les sp cifications de ses m thodes nom arguments et r le cel
121. nt dans l quipe de recherche Analyse Fonctionnelle des Proc d s Il repose sur quatre chapitres principaux qui sont 1 Le premier chapitre intitul Terminologies et position du probl me est consacr pour la pr sentation des terminologies de base utilis es pour r aliser ce travail ainsi que la pr sentation du but de d veloppement des biblioth ques 2 Le deuxi me chapitre intitul analyse bibliographique et description des m thodes de contributions est destin la description des diff rentes m thodes de contributions de groupes utilis es pour d velopper la biblioth que 3 Le troisi me chapitre intitul Impl mentation repr sente la partie pratique de ce travail Il d crit les d tailles de la m thode suivie pour construire les diff rentes classes ainsi que la m thode d impl mentation informatique de proc dures mises en ouvre pour d velopper la biblioth que 4 Le quatri me chapitre intitul R sultats et discussion repr sente les tests de la biblioth que A la fin de ce m moire une conclusion g n rale repr sentant le r sum de ce travail est donn e Certaines voies de recherche sont propos es comme perspectives ce travail D veloppement d une biblioth que 2 Chapitre I Chapitre I BProPT Chapitre I Terminologies et position du probl me I 1 Introduction Ce chapitre repose sur deux volets importants 1 La d finition des diff rentes terminologies utilis es dans ce
122. nths_vap mod amp BProPT ja cap cal mod ja Energs Form ja Enths Vap a BProPT ja Cap Cal ja enths form mod ja fact acent mod BE js DF50 a Enths_Form fa Fact_Acent a BProPT ja donb glob mod ja enths fus mod ja fonc_bas mod a Cal Prop ja Donb Glob ja Enths Fus ja Fonc Bas e totality evaluation IAMNERERERERENES Nom de fichier BPjoPT Lx Type ous les fichiers USER4 7 Insert into warning s Tt ail Un 13 Col39 REC COL OVA READ Appuyer sur OK 4 De Tools menu choisir Option Une boite de dialogue va apparaitre Dans cette boite Linking USER4 exe 0 error s Fichier BProPT LIB choisir Directories puis s lectionner nclude Files de la case Show Directories For Ajouter le chemin sp cifiant le dossier contenant les fichiers de votre biblioth que Par exemple F TEST11 DOSSIER2 BPROPT DEBUG D veloppement d une biblioth que 102 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT USER4 Microsoft Developer Studio I ili T xj B Eje gdt view insert Project Buld rgo window Help laj x a pese T EM seve ut lee dt n a Close Source Browser File Fortran Module Wizard M S Customize Touhani Program Utiliteur program define an example to test the totality of the properties and the methods of evaluation Intp ICP ICM ICL I IN Pssssssss2252 25 sLes eXtr es 2 2
123. ntroduire d autre types de propri t s tels que les propri t s environnementales coefficient du partage octanol eau propri t s chimiques r activit corrosivit et autres propri t s thermodynamiques coefficient du partage s lectivit az otropie 2 D finir une interface entre cette biblioth que et la biblioth que ProPhy serveur de propri t s du logiciel PROSIM et la basse de donn es DIPPR D veloppement d une biblioth que 111 Conclusion BProPT 3 Tester l int grit de cette biblioth que avec un programme de simulation Dans ce cas v rifier l int gration avec un programme de Conception des Produits Assist e par Ordinateur par exemple 4 D finir une interface standard de type CAPE OPEN en vue de l int gration avec d autre simulateur D veloppement d une biblioth que 112 Bibliographies Bibliographies BProPT Bibliographies 1 Constantinou L and Gani R 1996 Molecular Structure Based Estimation Of Properties For Process Design Fluid Phase Equilibria 116 75 86 2 Joback K G and Reid R C 1987 Estimation Of Pure Component Properties from Group Contributions Chem Eng Commun 57 233 243 3 Constantinou L and Gani R 1994 New Group Contribution Method for The Estimation of Properties of Pure Organic Compounds AIChEJ 10 1697 1710 4 Horvath A L 1992 Molecular Design Chemical Generation From The Properties of Pure Or
124. ol suivant la m thode de Wilson et Jasperson 34 93 IV 25 Estimation de la temp rature critique Tc et de la pression critique Pc pour 94 D veloppement d une Bibliotheque V Liste des tableaux BProPT le compos 2 Ethyle ph nol par la m thode de Wilson et Jasperson 34 IV 26 Identification des groupes de quelques compos s organiques suivant les deux techniques de la m thode de Marrero et Pardillo 35 95 IV 27 Estimation des propri t s tudi es par Marrero et Pardillo 35 pour le compos Ethyl acrylate 96 IV 28 Estimation des propri t s tudi es par Marrero et Pardillo 35 pour le compos m Terphenyl 96 IV 29 Identification des groupes et des interactions des groupes des isom res d Octane suivant la m thode de Marrero et Pardillo 35 97 IV 30 Estimation de la temp rature d bullition des isom res d Octane par la m thode de Marrero et Pardillo 35 98 IV 31 Identification des groupes de trois compos s exemples de Wen et Qiang 36 99 IV 32 Estimation de la temp rature critique du compos n Butyle aniline par la m thode de Wen et Qiang 36 99 IV 33 Estimation de la pression critique du compos Acide benzoique par la m thode de Wen et Qiang 36 100 D veloppement d une Bibliotheque VI Liste des Figures BProPT Liste des Figures Figures Page 1 1 Sch ma de la classification des propri t s physiques et thermodynamiques 5 I 2 Sch ma repr sente de la classification des m thodes d esti
125. omportement g n ral Get Valcont mais cette fois ci les sous contributions n ont pas des valeurs r elles uniques et chacune d elles apparait sous forme d un tableau des valeurs r elles Deuxi mement la construction du type d riv caract risant la classe et d une mani re similaire ceux des classes de propri t s est constitu e par les types d riv s d crits pr c demment de chacune des m thodes utilis es mais cette fois et au contraire aux types d riv s des classes de propri t s les contributions n ont pas des tableaux des valeurs r elles et elles apparaissent sous forme des contributions qui ont le type sous type d riv de chacune des m thodes utilis es Pour l illustration on consid re la partie d clarative du type d riv de la classe capacit calorifique Cap Cal D veloppement d une Biblioth que 63 Impl mentation Chapitre III Type CPPCG2 Private Real Dimension Real Dimension Real Dimension End Type CPPCG2 Type CPSCG2 Private Real Dimension Real Dimension Real Dimension End Type CPSCG2 Type CPPJR2 Private Real Dimension Real Dimension Real Dimension Real Dimension End Type CPPJR2 Type CPPO Private BProPT Type Capacit calorifique CGPO Pointer cpap2 Pointer cpbp2 Pointer cpcp2 Type Capacit calorifique CGSO Pointer cpas2 Pointer cpbs2 Pointer cpcs2 Type Capacit c
126. on de test d une collection contient 408 compos s organiques par plusieurs m thodes de contributions de groupes a montr que le pourcentage de la d viation approximative tait de l ordre de 2 7296 pour la r cente m thode 4 89 pour la m thode de Joback et Reid 2 et de l ordre de 2 92 pour la m thode de Marrero et Pardillo 35 chose qui signifie que le mod le actuel est plus pr cis que ceux des deux autres m thodes Le volume critique Vc Le test d une collection contient 275 compos s organiques a donn un pourcentage de l ordre de 1 32 pour cette m thode 2 81 pour la m thode de Joback et Reid 2 et de l ordre de 1 45 pour la m thode de Marrero et Pardillo 35 Donc le mod le du volume critique de Wen et Qiang 36 est plus pr cis que ceux de Joback et Reid 2 et de Marrero et Pardillo 35 II 3 Critiques et choix des m thodes Afin de pouvoir choisir la m thode de pr diction convenable pour calculer la propri t du compos d sir nous allons comparer les diff rentes m thodes de contributions de groupes utilis es pour r aliser ce travail puis nous allons analyser ces m thodes II 3 1 Comparaisons des m thodes de contributions de groupes Dans cette partie nous allons comparer les m thodes d estimation selon le nombre de propri t s calcul es la simplicit et le nombre de groupes fonctionnels qui constituent chaque m thode Les r sultats de comparaison sont list s dans le table
127. oppement d une Biblioth que VIII Liste des quations BProPT IL20 L quation de TLV TWA de HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 33 IL21 La fonction objective utilis e par HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 33 11 22 L quation du mod le de r gression propos par Constantinou et Gani 3 36 IL23 L quation de la Temp rature d Ebullition de Constantinou et Gani 3 37 11 24 L quation de la Temp rature de Fusion de Constantinou et Gani 3 37 11 25 L quation de la Temp rature Critique de Constantinou et Gani 3 37 11 26 L quation de la Pression Critique de Constantinou et Gani 3 35 IL27 L quation du Volume Critique de Constantinou et Gani 3 37 11 28 L quation de l Enthalpie de Formation de Constantinou et Gani 3 37 11 29 L quation de l Enthalpie de Vaporisation de Constantinou et Gani 3 37 11 30 L quation de l Energie de Gibbs de Constantinou et Gani 3 37 IL31 L quation du Facteur Acentrique de Constantinou et Gani 33 37 IL32 L quation du Volume Molaire du Liquide de Constantinou et Gani 3 37 IL33 L quation de la Capacit Calorifique de Constantinou et Gani 21 37 11 34 L quation de la Temp rature Critique de Wilson et Jasperson 34 40 1 35 L quation de la Pression Critique de Wilson et Jasperson 34 40 11 36 L quation de mod le de Joback et Reid 2 pour la Temp rature d Ebullition de Marrero et Pardillo 35 i IL37 L quation de nouveau mod le de la Te
128. ou et Gani 3 ont rapport un sommaire afin de pr senter la pr cision de pr diction par les quations obtenues Les r sultats sont list s au tableau II 6 D veloppement d une Biblioth que 38 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT Tu Pourcentage d erreur D viation Standard Erreur approximative Nombre de absolu AAE Propri t AAPE donn es approximatif absolu Premier Deuxi me Premier Deuxi me Premier Deuxi me ordre ordre ordre ordre ordre ordre 285 1296K 698K 912K 485K 1 62 0 85 269 2 34 bar 2 02 bar 1 43 bar 1 13 bar 3 72 2 89 1 2 1 0 8 0 6 0 Cm mol Cm mol Cm mol Cm mol 392 1048K 770K 771K 535K 204 1 42 312 2251 K 1828K 1739K 14 03K 890 7 23 2 20 1 83 1 40 1 11 AH 225 3 22 2 57 KJ mol KJ mol KJ mol KJ mol 8 28 6 12 5 45 3 71 AH 373 KJ mol KJ mol KJ mol KJ mol 7 25 5 23 4 78 3 24 KJ mol KJ mol KJ mol KJ mol 181 0 0291 0 0150 0 0160 0 0100 4 71 300 2 36 1 92 1 39 1 05 Cm mol Cm mol Cm mol Cm mol Ve 251 2 30 1 79 V 312 1 16 0 89 Tableau II 6 Sommaire statistique de test de r gression des r sultats de propri t s tudi es par Constantinou et Gani 3 33 L analyse des r sultats de test a montr que e L estimation des propri t s par l utilisation de groupes de deuxi me ordre est en g n ral tr s satisfaisante et meilleure que celle de premier ordre pour toutes
129. ous programmes 2 Arguments Les arguments des sous programmes sont d finis comme tant des quantit s caract risant les fonctions ou les mod les des m thodes de pr diction des propri t s Ces quantit s ne sont pas constantes et leurs valeurs peuvent tre d termin es durant le fonctionnement et selon le cas d utilisation Ces arguments peuvent tre d termin s suivant le principe de chacune des m thodes utilis es On peut classer ces arguments en deux cat gories Lesarguments globaux arguments de base Lesarguments sp cifiques a Arguments globaux Les arguments globaux ou les arguments de base sont des variables utilis es dans les sous programmes caract risant chacune des fonctions ou de mod les des propri t s concernant les m thodes de pr dictions utilis es la conception de la biblioth que Chaque m thode de pr diction a un nombre d termin des arguments de base selon l ordre de cette m thode primaires ou secondaires D veloppement d une Biblioth que 66 Impl mentation Chapitre III BProPT b Arguments sp cifiques Les arguments sp cifiques sont des variables compl tant des arguments de base L utilisation de ces quantit s concerne seulement les mod les de quelques propri t s ayant des cas de calcul sp cifiques 3 Sous programmes mod les Les sous programmes mod les sont des sous programmes repr sentant les mod les caract risant chacune des m thodes de pr diction
130. ovient la m thode de Constantinou et Gani 3 qui est plus compliqu e que la premi re mais elle a un domaine d utilisation plus vaste 3 Le volume critique Les m thodes de Joback et Reid 2 de Constantinou et Gani 3 de Marrero et Pardillo 35 et de Wen et Qiang sont toutes applicables pour estimer le volume critique et avec des pr cisions tr s proches l une de l autre cependant la derni re m thode a une erreur de pr diction plus basse D autre c t la m thode de Joback et Reid 2 a une erreur plus grande mais elle est plus simple que les autres avec un domaine d utilisation plus vaste 4 La temp rature d bullition cette propri t dispose de 3 m thodes d estimation savoir m thode de Marrero et Pardillo 35 de Joback et Reid 2 et de Constantinou et Gani 3 La m thode de Marrero et Pardillo 35 est bas e sur deux mod les de pr diction D veloppement d une Biblioth que 48 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT Le premier mod le est similaire celui de la m thode de Joback et Reid 2 tandis que le deuxi me est sp cifique cette m thode L analyse des AAPEs des m thodes cit es a montr que le mod le sp cifique de la m thode de Marrero et Pardillo 35 est plus pr cise que ceux des mod les des autres m thodes D autre c t la m thode de Joback et Reid 2 a une erreur la plus grande 5 L ensemble de l enthalpie standard de formation de l nergie standard de Gibbs de
131. p rimentales en se basant sur la structure mol culaire Dans un premier temps les chercheurs ont tudi les propri t s critiques Tc Pc Vc et Zc L une des premi res m thodes d estimation de propri t s critiques est celle propos e par Lydrsen en 1955 17 Depuis ce temps beaucoup des valeurs exp rimentales ont t collect es et des m thodes ont t d velopp es comme la m thode d Ambros 18 de Fedors 19 et de Klincewisz 20 pour d terminer les contributions de groupes et les param tres d optimisation 21 Dans ce chapitre une pr sentation des m thodes de calcul de propri t s bas es sur la structure mol culaire savoir les m thodes de contributions de groupes et de contributions des interactions de groupes est r alis e II 2 Classification des m thodes de contributions de groupes Dans cette section nous essayons de repr senter par un plan sch matique Figure II 1 la classification des diff rentes m thodes de contributions effectu es selon leur apparence chronologique puis nous d crivons et nous discutons le principe de chacune de ces m thodes D veloppement d une Biblioth que 24 Analyse bibliographique BProPT Chapitre II M thodes de Contributions de groupes M thodes de Conirbutinns M thodes de Contr utinns de groupes des interac tions de groupes M thodes Addiiwes M thodes Additwes amples Comp Exes M thode de Joback M thode de M thode de et Rem 1937 Const
132. parameter rp dp Current precision Real rp Tc Temp rature critique Real rp Pc Pression critique Real rp Vc Volume critique Real rp Tb Temp rature d bullition Real rp Tfp Temp rature de fusion Real rp ESG Energie Standard de Gibbs Real rp ESV Enthalpie Standard de Vaporisation Real rp ESF Enthalpie standard de Formation Real rp ESFU Enthalpie standard de fusion Real rp VS Volume Molaire du liquide Real rp Fa Facteur acentrique Real rp Cp Capacit calorifique Real rp VL Viscosit Liquide Real rp MW Molecular Weight Real rp TW Real rp T La temp rature k Real rp NOP Nom de la propri t Integer IDNP Identification du Nom de la propri t Integer IDNM Identification du Nom de la m thode D veloppement d une biblioth que 107 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT Integer NTGPO Nombre de type des groupes de premier ordre Integer NTGSO Nombre de type des groupes de second ordre Integer W Constante gale 1 ou 0 Integer CME Choix de la m thode d estimation m thode des interactions ou des contributions Integer NTA Nombre total des atomes Integer NR Nombre de cycles Integer CMP Choix du mod le de pr diction Integer Dimension Pointer NCGPOTI Nombre des groupes de premier ordre de type l Integer Dimension Pointer NCGSOTJ
133. pe 1 e NCGSOTJ Tableau dynamique des entiers contient les nombres de contributions des groupes de deuxi me ordre de type j e NTGPO C est l entier d crivant le nombre de types des groupes de premier ordre D veloppement d une Biblioth que 70 Impl mentation Chapitre III BProPT e NTGSO C est l entier d crivant le nombre de types des groupes de deuxi me ordre e NOP R el d crivant le nom de la propri t d sir calculer e CME Entier d crivant le choix de la m thode d estimation e CMP Entier d crivant le choix du mod le de pr diction e NR Entier d crivant le nombre de cycles e NTA Entier d crivant le nombre total des atomes e T Flottant d crivant la temp rature en kelvin e W Entier d crit le choix du niveau de pr diction dans la m thode de Constantinou et Gani Cet entier gale 0 dans le cas de pr diction de premier ordre et 1 dans le cas de pr diction de deuxi me ordre e MW Le poids mol culaire e TB La temp rature d bullition En plus il se trouve la d claration des symboles des diff rentes propri t s utilis es la conception de cette biblioth que III 2 3 3 Proc dures d allocation dynamiques Les proc dures d allocation dynamiques sont charg es pour deux types des tableaux les r elles et les entiers et pour une seule dimension et deux dimensions Elles s appliquent pour les tableaux de type POINTER et allouent les variabl
134. pour cela il faut que vous ajouter ce dernier aux fichiers syst me ou bien de Project Settings menu choisir Pre Link step puis ajouter l expression copy D veloppement d une biblioth que 103 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT ABProPT Debug BProPT dll Pre Link Command cette expression va copier le fichier BProPT DLL au dossier contenant votre programme utilisateur USER4 Microsoft Developer Studio F Utilisateur f90 B ie Eat view insert pyject Buld Tools Window Help ls ug e Set Active Project Add To Project la x Us ET PART i and L Touhami 2003 Classe U Donb Glo ICON1 rc Utilisat QM External 1 fichier Linking ProgXam Utilisateur ISend Program ISModules E copil s USER4 exe 0 error s tilisateur 0 warning s Matt program define an example to test the totality of the properties and the methods of evaluation of tni3Co38 REC COL OVA READ USER4 Microsoft Developer Studio F Utilisateur f90 81 xi IS Elle Edit View Insert Project Build Tools Window Help 8B x sa melo c Rmeiat ze oe PART gy Workspace E BProk 2 Class f Donb_ ICON1 Utili Exter 1f Linking USER4 exe 0 error s enz 0 warning s ur Project S
135. purs Le principe de cette m thode est bas sur une nouvelle technique appel e la technique des interactions de groupes Cette derni re utilise les contributions des interactions entre des groupes simples constituant la mol cule La collection de groupes s lectionn s tableau 1 annexe 3 pour former l ensemble des interactions de groupes tableau 2 annexe 3 est celle utilis e par Joback et Reid 2 et Lydrsen 17 l exception des groupes NH et N Cette collection a t utilis e pour former des interactions couvrant la plus part des familles chimiques Afin de comparer la nouvelle technique avec celle de contributions de groupes une analyse de r gression bas e sur la m thode de moindres carr es a t effectu e pour d terminer les contributions des interactions de groupes et aussi les contributions de groupes simples utilis s pour former la collection des interactions de groupes Les valeurs de propri t s des compos s utilis s pour effectuer l op ration de r gression sont obtenues exclusivement de la collection de Joback et Reid 2 Le nombre de ces derni res est gal 507 valeurs Les mod les mises en ouvre sont les m mes utilis s par Joback et Reid 2 En plus un nouveau mod le a t propos pour estimer la temp rature d bullition Les quations caract ristiques de ces mod les sont list es au tableau II 7 T aq T 2 Nitpi T5 M EN Nitoi T T a b X Nit E Nity
136. r sente en tracant une ligne fl ch e de la classe source vers la classe de destination L exemple suivant illustre cette relation 9 D veloppement d une biblioth que 12 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT Classe A Classe B Figure 1 4 Sch ma repr sente la notion de la relation d utilisation 1 2 2 2 Programmation orient e objet POO La programmation orient e objet est une m thode fond e sur des entit s principales ayant des propri t s communes appel es objets 5 Les diff rents termes d finissants la programmation orient e objet sont les suivants L 2 2 2 1 Objet Un objet est un ensemble compos de structure de donn es g n ralement priv es dont l utilisateur n a pas l acc s directement 5 et d op rations qu on appelle aussi proc dures fonctions ou m thodes agissantes sur ces donn es 6 Par analogie l quation de Wirthe on pourrait dire que l quation de la programmation orient e objet s crit sous la forme 6 M thodes Donn es Objet Le fonctionnement de l objet est d termin par le principe d abstraction et respecte les r gles suivantes 5 Unobjet n est accessible que par un ensemble d op rations visibles gt Seull objet est responsable de la mani re dont les actions sont effectu es Lamise en ouvre des op rations attach es un objet est cach e Autrement dit un objet est un groupe de donn es structur es caract ris par u
137. rdillo CALL MP Pres Critique IDGPO NCGPOTI PC CME NTA Calcul de la temp rature critique par la m thode Marrero et Pardillo CALL MP Temp Critique IDGPO NCGPOTI TC CMP CME MW Calcul de la temp rature d bullition par la m thode Marrero et Pardillo CALL MP Temp Ebull IDGPO NCGPOTI TB CMP CME MW Calcul du volume critique par la m thode Marrero et Pardillo CALL MP Vol Critique IDGPO NCGPOTI VC CME Calcul de la pression critique par la m thode Wilson et Jasperson CALL WJ Pres Critique IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ PC NR TB Calcul de la temp rature critique par la m thode Wilson et Jasperson CALL WJ Temp Critique IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ TC TB NR Calcul de la pression critique par la m thode de Wen et Qiang CALL WQ Pres Critique IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ PC Calcul de la temp rature critique par la m thode de Wen et Qiang CALL WQ Temp Critique IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ TC TB CMP Calcul du volume critique par la m thode de Wen et Qiang CALL WQ Vol Critique IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ VC III Nomenclature g n ral CP La capacit calorifique J mol K ESF Enthalpie standard de Formation KJ mol ESFU Enthalpie standard de fusion KJ mol ESG Energie Standard de Gibbs KJ mol D veloppement d une biblioth que 134 Annexe9 Annexes BProPT ESV Enthalpie standard de vaporisation KJ mol FA Le facteur acentrique adim PC La pression critique Mpa TB
138. re et la valence des groupes fonctionnels existant dans la mol cule a t d finie Ceci est tr s utile pour l estimation des propri t s que ce soit la m thode de contribution des groupes la m thode de contribution d interaction des groupes et m me les m thodes QSPR que n a pas tudi es dans ce travail et aussi offre la possibilit de l int grer avec d autres programmes de simulation 2 Une programmation orient e objet afin de former une collection de classes selon le nombre des propri t s tudi es de faciliter l impl mentation des proc dures de calcul des propri t s et de s parer les diff rentes parties constituant la biblioth que afin d viter la duplication d criture des sous programmes et de fonctions communes Nous pr sentons dans la figure ci dessous l anatomie g n rale propos e de la biblioth que des propri t s physiques et thermodynamiques D veloppement d une biblioth que 110 Conclusion BProPT Programme Utilisateur Enths Form i Enths_Vap Temp_Ebull Enths_Fus Vol Critique Donb Glob Get Valcont St Alloc La biblioth que BProPT Un certain nombre de perspectives se d gagent l issue de ce travail 1 Int gration d autre types de propri t s dans la biblioth que d velopp e L estimation des propri t s est une partie importante dans la conception des produits assist e par ordinateur Pour largir l utilisation de cette biblioth que il est n cessaire d i
139. res d identification des groupes de deuxi me ordre Tableau entier Tableau dynamique des entiers contient le nombre de contributions des groupes de premier ordre de type 1 Tableau entier Tableau dynamique des entiers contient le nombre de contributions des groupes de deuxi me ordre de type j Flottant La temp rature en Kelvin K Flottant R el d crivant la capacit calorifique Entier Constante gale 1 en cas de pr diction de deuxi me ordre et gale a 0 en cas de pr diction de premier ordre Tableau III 8 Le mod le de la capacit calorifique de Constantinou et Gani 33 III 2 3 Outils de gestion des classes Afin de faciliter le fonctionnement des classes d allouer l espace des tableaux et d viter la r p tition des formules communes nous avons construit des modules qui ont un comportement g n ral Ces modules ont t utilis s par toutes les classes de la biblioth que III 2 3 1 Module fonction basique Fonc Bas Ce module contient quelques formules de base utilis es par les classes des propri t s La construction de ce module sert viter la duplication d criture des formules communes Comme exemple on consid re la fonction de sommation des groupes de premier ordre D veloppement d une Biblioth que 69 Impl mentation Chapitre III BProPT Real Function Fbp VCGPO NCGPOTI VCGPO Flottant R el d crivant la valeur de contribution des groupes de premier ordr
140. rface Vect alloc Module procedure Vect alloc 1 Module procedure Vect alloc 2 Module procedure Vect alloc 3 Module procedure Vect alloc 4 End Interface Le code source ci dessus repr sente quatre proc dures d allocation dynamiques savoir Vect alloc 1 Vect alloc 2 Vect alloc 3 et Vect alloc 1 Ces proc dures ont t charg es pour allouer l espace pour quatre types de tableaux qui sont les r elles et les entiers et pour une seule dimension et deux dimensions L utilisation des proc dures pr c dentes se fait donc l aide de la proc dure Vect alloc qui joue le r le d un nom g n rique ou un nom globale Dans les langages objet cette op ration est connue sous le nom de Sur d finition des op rations D veloppement d une biblioth que 16 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT L 2 2 2 5 H ritage Un autre concept important en P O O est celui d h ritage D apr s Gray et Rumbaugh 11 12 L h ritage est le partage de structure et de comportement entre les classes dans un rapport hi rarchique La notion d h ritage permet de cr er de nouvelles classes h rit es partir d une classe existante sans avoir red finir les propri t s de la classe parente Il est galement possible de rajouter de nouvelles propri t s des nouveaux services ou de remplacer des services par des implantations mieux adapt es On note aussi qu il est possible de cr er un h ritage multiple c est d
141. ri t s tudi es par Joback et Reid 2 D un autre c t et afin d illustrer la pr cision de ces mod les Joback et Reid 2 ont pr par un sommaire pour comparer les valeurs estim es de propri t s tudi es celles exp rimentales Les r sultats sont list s au tableau II 2 D veloppement d une Biblioth que 27 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT Pourcentage Erreur absolue Nombre de D viation d erreur absolue Propri t approximative compos s utilis s standard SD approximatif AAE Tableau II 2 Sommaire statistique de teste de r gression des r sultats de propri t s tudi es par Joback et Reid 2 L analyse de r sultats du tableau 11 2 montre que 1 Le mod le de la temp rature d bullition autant que le mod le de la temp rature de fusion donnent des valeurs de pr cision insuffisante Donc il faut consid rer leurs valeurs comme tant des quantit s approximatives seulement 2 2 La convergence de mod les des propri t s critiques vers des valeurs exp rimentales s exprime de la mani re suivante La pr cision de la temp rature critique Tc augmente quelle que soit la taille de la mol cule en cas d utilisation des valeurs exp rimentales de la temp rature d bullition Par contre cette pr cision diminue en cas d utilisation des valeurs estim es de la temp rat
142. s quivalentes estim es par la biblioth que Groupe de premier ordre Groupe de deuxi me ordre Compos Groupe IDGPO NCGPOTI Groupe IDGSO NCGSOTJ CH3 C 2 1 gt NH 9 1 gt CH2 gt C lt 12 5 gt CH2 gt N 19 1 n Butyl aniline CH R C lt R 88 C lt R C lt R 97 C lt R gt N CH R C9R CR 2C C lt R C lt R COOH C lt R Acide benzoique N existe pas C lt R F C lt R CI Tableau IV 31 Identification des groupes de trois compos s exemples de Wen et Qiang 36 1 Estimation de la temp rature critique du compos n Butyle aniline Il est noter que la valeur de la temp rature d bullition utilis e cet effet est celle de la valeur exp rimentale qui est gale 513 9 K L quation Tc Est K Par Tc Est K Par Le compos Utilis e WQ Bib n Butyle amine 11 42 721 275 721 275 Tableau IV 32 Estimation de la temp rature critique du compos n Butyle aniline par la m thode de Wen et Qiang 36 D veloppement d une biblioth que 99 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT 2 Estimation de la pression critique du compos acide benzoique L quation Pc Est MPa Par Pc Est MPa Par Le compos u Utilis e Acide benzoique 11 44 Tableau IV 33 Estimation de la pression critique du compos Acide benzoique par la m thode de Wen et Qiang 36 Les r sultats de tes
143. s aromatiques TSHAL Test sur la totalit des groupes non polaires sont tous Cl ou Br ou non TSHAL 0 les groupes non polaires ne sont pas tous CI ou Br TSHAL 1 les groupes non polaires sont tous CI ou Br D veloppement d une biblioth que 131 Annexe9 Annexes BProPT TSN Test sur les des groupes non polaires sont tous N ou non TSN 0 les groupes non polaires ne sont pas tous N TSN 1 les groupes non polaires ne sont pas tous N TW Le symbole de la propri t III Liste des sous programmes de la biblioth que BProPT Les arguments d entr e sont en caract re gras CAL TW CG Cap Cal CG Energs Form CG Enths Form CG Enths Vap CG Fact Acent CG Pres Critique CG Temp Critique CG Temp Ebull Calcul de TLV TWA par la m thode de HGH CALL CAL TW IDGA IDGNA IDGPOL NCGATI NCGNATJ TSNGPOL TSPDC TSADC TSHAL TSN TW Calcul de la capacit calorifique par la m thode de Constantinou et Gani CALL CG Cap Cal IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ T CP W Calcul de l nergie standard de formation par la m thode de Constantinou et Gani CALL CG Energs Form IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ ESG W Calcul de l enthalpie standard de formation par la m thode de Constantinou et Gani CALL CG Enths Form IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ ESF W Calcul de l enthalpie de vaporisation par la m thode de Constantinou et Gani CALL CG Enths Vap IDGPO IDGSO NCGPOTI NCGSOTJ ESV
144. sin b Identification de groupes compl tant Les crit res utilis s pour former la collection de ce type prends en consid ration les groupes qui ont les caract ristiques suivantes gt Groupes monoatomiques qui ont plus d une liaison libre gt Groupes multiatomiques qui ne contiennent pas des atomes de carbone Mais l exception aux groupes qui ont les caract ristiques suivantes gt Groupes monoatomiques qui ont une seule liaison libre comme les atomes d halog nes gt Groupes contenants un atome de carbone contient plus d une liaison libre gt Le groupe NO2 La collection des interactions de groupes et de groupes fonctionnels utilis es par Wen et Qiang 36 sont list s aux tableaux 1 et 2 respectivement dans l annexe 5 c Mod le de r gression Afin de d terminer les contributions de groupes et de corr ler les propri t s tudi es en fonction des diff rents groupes v rifi s Wen et Qiang 36 ont propos le mod le de pr diction suivant o o F a 2n inj 11 41 y D veloppement d une Biblioth que 44 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT Les quations caract risant des propri t s de cette m thode sont list es au tableau II 10 Te 9 4 720 LnvAx Te DnyAy Te i ij 2 7275 10 127 7540 Yn Ae Yn AT 2 t y Vc 21 04 Y nA Ve n Ap Vo k jo Tableau II 10 Les quations caract ristiques de la m thode
145. t s principales appel es objets Cette derni re a l avantage de la cr ation des programmes Biblioth ques et Logiciels r utilisables facile g rer et maintenir Mots cl s Biblioth que Orient e objet Contributions de groupes FORTRAN 90 Abstract This work highlight the interest and method used to develop a library to calculate physical and thermodynamic properties Thus the interest rises from the needs to play two essentials roles consisting of service and advise roles The service role can be carried out to solve simulation and conception problems whereas the advice role allows to eliminate non efficient solutions The method of development is based on two main elements are group contributions concept and object oriented programming method taking in account possibilities of FORTRAN 90 The group contributions method in order to calculate properties is based on sum up of the group contributions constituting the molecule These methods have the advantages of fast prediction and large using domain In the other hand object oriented programming method is known as a method based on main entities called objects This method has the advantage to create reusable easy to manage and to maintain programs Libraries and Software Keywords Libraries Object oriented Group contributions FORTRAN 90 D veloppement d une biblioth que Remerciements BProPT Remerciements Tout d abord Merci dieu Je tiens rem
146. t C lt C C lt C C C CR C C lt R C C lt C 0 C N gt CH2 R gt C lt R 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 78 Annexe5 Annexes gt CH2 R C lt R gt CH2 R CO R gt CH2 R S R gt CH2 R gt N R gt CH R gt C lt gt CH R C lt gt CH R C gt CH R gt C lt R gt CH R C lt R gt CH R O gt CH R CO R gt C lt R gt C lt gt C lt R CR gt C lt R F CH R gt C lt R CH R C lt R CH R O R CH R S R CH R gt N R CH R N R C lt R gt C lt CR C lt C lt R C C lt R gt C lt R C lt R 2C R C lt R O C lt R CO R C lt R N 43 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 C lt R gt N R C lt R F C lt R CI C lt R Br C lt R I CHO H CHO gt C lt CHO C lt CHO C lt R gt CO gt C lt gt CO C lt R COOH H COOH gt C lt COOH C lt COOH C lt R COO H COO gt C lt COO C lt COO C lt R gt C203 C lt gt C203 C lt R gt CO R gt C lt R CN H CN C CN 2C CN C CN C lt R 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111
147. t des valeurs des compos s exemples pr c dents ont montr que 1 Les valeurs de propri t s estim es par la biblioth que pour tous les compos s exemples sont toutes tr s proches de celles obtenues par les auteurs des m thodes eux m mes 2 La v rification des valeurs de propri t s estim es par la biblioth que a montr qu il y a quelques compos s qui ont des valeurs pr sentent une petite diff rence avec leurs quivalentes obtenues par les auteurs eux m mes Cette diff rence peut tre due aux consid rations suivantes gt La pr cision du compilateur utilis gt Lenombre de chiffres significatifs apr s la virgule D veloppement d une biblioth que 100 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT IV 3 Etapes n cessaires pour lier le programme utilisateur la biblioth que BProPT en FORTRAN 90 Afin que nous puissions utiliser la biblioth que BProPT il nous faut suivre les tapes suivantes 1 Ecriture de codes sources du programme utilisateur concern par l utilisation de la biblioth que Il faut que ce dernier faire appel au sous programme global Cal Prop Cette tape peut s effectue par la d claration du module qui contient ce sous programme Use Calc Prop 2 USER4 X Microsoft Developer EAGLE NNNM E x B File Edit View Insert Project Build Tools Window Help 2 1i8 x 8s ug wels e emra e 2e642 jel Jeaz ma aa n x UO M Saidat M
148. te les abr viations des noms de contributions des diff rentes propri t s calculables par cette m thode Chacune de ces quantit s a une valeur r elle unique CCPP CVLP repr sente les abr viations des noms des contributions rest es La notation la plus importante est que l une de ces quantit s a plusieurs valeurs de contributions de groupes donc il fallait les mettre sous forme de sous types d riv s contenus dans le type d riv de base Type GPOJR Il est noter aussi que chacun des noms abr g s de diff rentes contributions des propri t s est constitu de trois classes Comme exemple soit le nom abr g concernant la temp rature critique L ordre de la t P 5 Contribution us popiti ina Fre rer ordre Nom de la propri t Temp rature Critique Figure III 3 R gle de nomination des contributions des groupes Donc la signification de l abr viation ci dessus est Contributions de la Temp rature Critique de Premier ordre End Type GPOJR d clare la fin de l instruction type d riv des groupes de premier ordre de Joback et Reid Tous les types d riv s caract risant les diff rentes techniques utilis es la conception de la biblioth que ont le m me principe de la structure d crite pr c demment Ces types d riv s sont tous regroup s dans cette classe En plus de la collection des structures de donn es la classe Get Valcont dispose de plusieurs proc dures Chacune d elles conc
149. tes en comparaison avec les autres compos s aromatiques non polaires b Les compos s qui ont des groupes non aromatiques attach s plus d un site comme le cas de vinyle benz ne et de tri m thyle benz ne Ces compos s ont besoin d un traitement sp cial Pour illustrer la qualit de pr diction de la m thode propos e les auteurs de cette derni re ont essay de tester les valeurs de quelques compos s qui ont t utilis s dans la r gression Les r sultats obtenus ont montr que 1 En ce qui concerne les compos s qui ont des valeurs petites de TLV TAW les valeurs estim es ont t tr s proches de celle exp rimentales 2 En ce qui concerne les autres compos s l utilisation du mod le d velopp pour estimer les valeurs de TLV TWA donne des valeurs inf rieures ou gale celles exp rimentales chose qui signifier que l application de ce mod le ne forme aucun probl me environnemental II 2 1 2 M thodes additives complexes II 2 1 2 1 M thode de Constantinou et Gani 1994 La m thode de contributions des groupes propos e par Constantinou et Gani 3 fournie quelques propri t s physiques et thermodynamiques Son principe est bas e sur deux niveaux de contributions de groupes Le premier niveau appel aussi niveau de premier ordre utilise des contributions de groupes simples comme celles appliqu es en plusieurs m thodes comme la m thode de Joback et Reid 2 Le niveau de deuxi me ordre ut
150. ther 3xP1 P3 P19 M thylisoproylk tone 3xP1 P3 P19 Butyric acid P2 2xP2 P21 P1 P2 P22 Eth ylformate Triethylamine 3xP1 3xP2 P25 2 3 dimethyl Pyridine 2xP1 3xP14 2xP15 P2 Propionitrile P1 P2 P27 l Nitrobutan P1 3xP2 P28 Perfluoropropane 3xP4 9xP31 Trichlorofluorom thane P4 P30 3xP33 1 2 Dibromopropane P1 P2 P3 2xP35 Propyldisulfide 2xP1 4xP2 2xP37 1 Pentanethiol P1 4 4xP2 P39 Tableau IV 8 La sommation de contributions de groupes de quelques compos s organiques propos s par Chein 24 D veloppement d une biblioth que 83 R sultats et Discussion Chapitre IV BProPT L quation Tc Est k Tc Est k SOUS Utilis e Par CT Par Bib ES 3 m thyl 1 2 butadiene 493 02 493 06 0 0081 1 Butyne 455 81 455 74 0 015 Cis 1 3 dim thylcyclohexne 597 5 597 64 0 023 Isopropyl benz ne 643 82 644 13 0 048 2 m thyl 1 propanol 551 83 551 83 0 Butyrlaldehyde 530 28 530 54 0 049 M thylisopropylether 471 93 471 98 0 01 M thylisoproylk tone 557 27 557 05 0 039 Butyric acid 632 71 632 71 0 Eth ylformate 11 15 501 28 501 50 0 043 Triethylamine 543 54 543 54 0 2 3 dimethyl Pyridine 663 92 663 92 1 29 Propionitrile 557 2 557 20 0 1 Nitrobutan 638 35 638 64 0 045 Perfluoropropane 356 83 356 92 0 025 Trichlorofluorom thane 456 59 456 92 0 072 1 2 Dibromopropane 618 33 618 33 0
151. tinou et Gani 3 21 33 D veloppement d une Biblioth que 37 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT Afin de d terminer les contributions de groupes de premier et de deuxi me ordre et les param tres correctifs pour chaque propri t un algorithme de Levenberg a t utilis La fonction objective minimiser est la fonction de sommation des d f rences carr es entre les valeurs exp rimentales et les valeurs estim es la fonction des moindres carr es L op ration de r gression a t effectu e en deux tapes 1 La premi re r gression a t effectu e pour d terminer les contributions de groupes de premier ordre Cj alors que le facteur W a t assign a la valeur z ro W 0 chose qui signifie que les groupes de deuxi me ordre ne sont pas consid r s dans cette tape Les groupes de premier ordre Cj concernant toutes les propri t s tudi es par cette m thode sont list s au tableau 1 dans l annexe 1 2 La deuxi me r gression a t effectu e pour d terminer les contributions de groupes de deuxi me ordre Dj Cette r gression est r alis e en pr sence des valeurs de contributions des groupes de premier ordre et par l assignation du facteur W la valeur un W 1 Les groupes de deuxi me ordre Dj concernant toutes les propri t s tudi es par cette m thode sont list s au tableau 2 dans l annexe 1 Pour illustrer la fiabilit de cette m thode Constantin
152. tion des Mol culaire Groupes Liaisons Atomes Domaine Domaine d Application Pr cision Elev e d Application Limit Plus Vaste Figure I 2 Sch ma repr sente la classification des m thodes d estimation des propri t s D veloppement d une biblioth que 8 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT I 2 1 4 M thodes de contributions de groupes Les m thodes de contributions des groupes appel es aussi groupes quivalents sont des m thodes bas es pour calculer les propri t s sur l addition de groupes constituants la mol cule La r gle d addition a t la premi re m thode technique propos e pour estimer les valeurs de propri t s des compos s d sir s En principe et l exception de la masse mol culaire d un compos qui est gale la somme des masses atomiques de ses constituants toutes les autres propri t s physiques thermodynamiques transports optiques lectriques et toxiques sont affect es plus ou moins par leurs constituants Cependant il est possible de dire qu il y a des propri t s qui ob issent la loi d addition c est dire des propri t s presque additives toutes en d pendant du choix des constituants 4 En effet le choix de constituants groupes atomes liaison etc a une grande influence sur la technique d estimation Donc une telle m thode de contribution des atomes liaisons groupes est dite satisfaisante si la plupart des valeurs num riques
153. tion with ring C lt via single bond C lt r 2C r C lt r O r C lt r N r C lt r 2C rr C lt r F C lt r CI C lt r Br C lt r I C lt r OH p C lt r O C lt r gt CO C lt r CHO C lt r COOH C lt r COO c D veloppement d une Bibliotheque BProPT C lt r COO c C lt r NH2 C lt r 5NH C lt r gt NH C lt r CN Interaction with Cl via single bond 8 Cl gt CO 139 140 Interaction with O via single bond O gt CO O r N r 160 161 Interaction with no ring gt CO via single bond gt CO gt CO Interaction with H forming formaldehyde formic acid H CHO H COOH H COO Interaction with no ring NH2 via single bond NH2 gt NH Interaction with no ring S via single bond 122 Annexe3 Annexes BProPT Annexe 4 Tableaux de Wilson et Jasperson 34 Table 1 Les groupes de premier ordre et leurs codes Groupe Code Groupe Code H 1 Br 23 D 2 Kr 24 T 3 Rb 25 He 4 Zr 26 B 5 Nb 27 C 6 Mo 28 N 7 Sn 29 O 8 Sb 30 F 9 Te 31 Ne 10 I 32 Al 11 Xe 33 Si 12 Cs 34 13 Hf 35 S 14 Ta 36 Cl 15 W 37 Ar 16 Re 38 Ti 17 Os 39 V 18 Hg 40 Ga 19 Bi 41 Ge 20 Rn 42 As 21 U 43 Se 22 Groupe Groupe OH C4 Or Less COO OH C5 Or More CN 0 NO2 NH2 gt NH
154. tre la r gle de nomination des contributions constituant les types d riv s concernant les classes des propri t s 62 I 4 Exemples illustrent la r gle de nomination des sous programmes 66 II 5 La structure d un sous programme mod le global 67 IIL6 Le mod le de Joback et Reid 2 68 D veloppement d une Biblioth que III Liste des tableaux BProPT II 7 La structure d un sous programme mod le sp cifique 68 II 8 Le mod le de la capacit calorifique de Constantinou et Gani 33 69 IIL9 La fonction de sommation des groupes de premier ordre 70 IIL 10 Allocation d un tableau dynamique des entiers d une seule dimension 71 IIL 11 Le mod le de sous programme d importation des valeurs de contributions des groupes de TLV TWA 73 IIL 12 Le mod le de sous programme de calcul de TLV TWA 73 IIL 13 Le code et la propri t correspondante 75 IIL 14 Le code et la m thode correspondante 75 IV 1 La propri t et les m thodes d estimation correspondantes 78 IV 2 Identification des groupes de premier ordre de Joback et Reid 2 constituent le compos p dichloro Benz ne 79 IV 3 Les valeurs des propri t s tudi es par Joback et Reid 2 du compos p dichloro Benz ne 80 IV 4 Identification des groupes de l hexad cane et de l unit r p t e de poly m thyle acrylate suivant la m thode d Elbro et al 21 81 IV S Estimation du volume molaire du liquide a 298 15 des compos s Hexad cane et de l unit r p t e de pol
155. tuants Ces corrections ont t port es la puissance de nombre NF de groupes halog n s De m me il y a une autre modification qui concerne les compos s ayant plusieurs types de groupes halog n s Cette modification se manifeste l addition de la valeur 122 3056 comme une valeur corrective Pour illustrer la fiabilit du mod le d velopp la temp rature critique a t calcul e pour les 532 compos s organiques utilis s l op ration de r gression Les r sultats obtenus ont montr que 1 L erreur absolue approximative AAE tait de l ordre de 12 K la d viation standard SD tait de l ordre de 1 35 K et le pourcentage de l erreur approximative absolue AAPE tait de l ordre de 2 4 2 Le domaine de pr diction de ce mod le est valable pour des temp ratures critiques sup rieurs 800 K 3 En comparaison avec les m thodes utilisant la m me base de donn es comme la m thode de Joback et Reid 2 et la m thode de Fedors 19 qui ont des AAPEs correspondant aux 4 0 et 4 2 respectivement cette m thode pr sente une meilleure pr cision que celle des deux derni res m thodes D veloppement d une Biblioth que 31 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT II 2 1 1 4 M thode de HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 1997 Actuellement il est n cessaire de r duire le volume des polluants environnementaux qui s chappent des proc d s chimiques La strat gie de pr vention contre la po
156. ue simultan ment il est n cessaire de calculer les propri t s critiques l nergie libre de Gibbs et l enthalpie standard de formation dans des conditions sp cifiques de temp rature et de pression Les valeurs exp rimentales de l enthalpie standard de formation et de l nergie libre de Gibbs concernant le di tertio butyle benz ne le tertio butyle m ta xyl ne et le tertio butyle benz ne ne sont pas disponibles dans les banques de donn es Par l utilisation des m thodes d estimations comme la m thode de Joback et Reid 2 et la m thode de Constantinou et Gani 3 la valeur de l enthalpie de formation 298 K pour le di tertio butyle benz ne a t trouv e gale 29 84 kJ mol K valeur par Joback et Reid 2 et 27 82 kJ mol K valeur par Constantinou et Gani 3 La variation de la valeur de cette propri t par un taux de 5 modifie la constante d quilibre par un taux sup rieur de 20 et la m me chose pour les autres compos s Cette d f rence entre ces valeurs recommande une grande attention du choix de la m thode d estimation 1 D veloppement d une biblioth que 7 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT M thodes d estimation de propri t s M thodes de M thodes R f rence Approximatives Approximatives Approximatives Empiriques Semi Empiriques M canique Th orie d tat Quantique correspondant M canique Topologie et Mol culaire G om trie Simulation Addi
157. ulables par la m thode de Joback et Reid 2 Ce type d riv peut s crire sous la forme suivante Type GPOJR Type groupes de premier ordre Real CTCP CTCP Contribution Temp rature critique de premier ordre Real CPCP CPCP Contribution Pression critique de premier ordre Real CVCP CVCP Contribution Volume critique de premier ordre Real CTBP CTBP Contribution Temp rature d bullition de premier ordre Real S CTFPP CTFPP Contribution Temp rature de fusion de premier ordre Real S CESFP CESFP Contribution Enthalpie standard de Formation de premier ordre Real CESGP CESGP Contribution Enthalpie standard de Gibbs de premier ordre Real S CESVP CESVP Contribution Enthalpie standard de Vaporisation de premier ordre Real CESFUP CESFUP Contribution Enthalpie standard de Fusion de premier ordre Type CPPJR CCPP CCPP Contribution Capacit calorifique de premier ordre Type VLPJR CVLP CCPP Contribution Viscosit Liquide de premier ordre End Type GPOJR Comme le repr sente la description de la structure ci dessus on peut extraire les l ments essentiels suivants Type d clare le d but du type d riv GPOJR codification d crivant le nom de ce type d riv Ce nom repr sente l abr viation de l expression groupe de premier ordre de Joback et Reid D veloppement d une Biblioth que 55 Impl mentation Chapitre III BProPT CTCP CESFUP repr sen
158. un point de d part logique pour la conception et la simulation Ce mod le est constitu typiquement de trois types d quations 16 Les quations du bilan Les quations constitutives Les quations de contraintes Il est noter ici que la collection des mod les de propri t s s lectionn s repr sente la collection des quations constitutives Alors que les conditions d quilibres sont impos es par les quations de contraintes Donc la s lection d un mod le de propri t approprie affect les r sultats de conception et de simulation 16 D un point de vue utilisateur de simulation un mod le de propri t est dit satisfaisant s il couvre les besoins particuliers des produits et des proc d s en cas de n cessit Donc th oriquement le d veloppeur d un simulateur devra avoir un nombre infini de mod les des propri t s pour satisfaire les besoins d un large nombre d utilisateurs attendant la simulation et n est pas de fournir par une collection des mod les de propri t s qui ont un comportement g n ral avec un domaine d application assez large D veloppement d une biblioth que 20 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT Il est noter aussi que l utilisation d un mod le s lectionn de la propri t demande la disponibilit des param tres du mod le convenable La classification des quations repr sentant les mod les de produits et de proc d s et la relation entre les dif
159. une abstraction significative au monde r el Cette abstraction doit tre plus simple que le monde r el et doit aussi le refl ter le plus pr cis ment que possible afin que nous puissions utiliser le mod le pour pr voir le comportement des choses du monde r el Un mod le qui ne s av re plus simple que la chose qu il repr sente n est pas d une grande utilit Donc la conception orient e objet consiste laborer des bons mod les en utilisant un langage de mod lisation 7 Le langage de mod lisation est l aspect le moins important de la conception et de l analyse orient e objet Un langage de mod lisation ne repr sente rien de plus qu une convention concernant la facon dont nous allons dessiner notre mod le sur les papiers Les programmeurs et les acteurs de l industrie ont mis un accord sur un langage de mod lisation appel UML Ce dernier repr sente l abr viation de l expression anglaise Unified Modeling Language 7 Il est noter que le langage UML rassemble plusieurs termes de mod lisation Les diff rents termes qui nous int ressent dans cette tude sont le diagramme de classe et la relation d utilisation I 2 2 1 1 Diagramme de classe Le diagramme de classe permet de repr senter la structure statique d une classe de mod liser la structure des donn es manipul es et de recenser les op rations qui seront effectu es sur ces donn es 9 En UML une classe se repr sente par un rectangle vertical divis
160. une classe est la mise en ouvre de la structure de donn es et d op rations invisibles pour l utilisateur 5 Dans l exemple du Produit Chimique l ensemble des propri t s d un objet attributs et m thodes constitue un ensemble appel classe dans laquelle il faut distinguer deux parties La partie publique accessible par les autres classes La partie priv e accessible uniquement par les m thodes de la classe D veloppement d une biblioth que 15 Terminologie et position du probl me Chapitre I BProPT Exemple Pour la classe Produit Chimique R f rence D signation et Quantit sont les membres priv s EntreeProd Chim et SortieProd Chim sont les membres publiques la modification de la variable Quantit sera effectu e par l interm diaire des deux membres publiques Figure I 8 Sch ma illustre la notion d une classe 1 2 2 2 4 Sur d finition des proc dures La sur d finition des fonctions offre la possibilit d attacher plusieurs significations une m me op ration ou une m me fonction La sur d finition des proc dures et des fonctions intrins ques permet d tendre leur application ou bien de les red fini et de regrouper plusieurs proc dures sous un seul nom dite nom g n rique Ces proc dures ont en g n rale les m me fonctionnalit s mais ils s appliquent dans des contextes d f rents 5 10 Comme exemple on consid re l op ration d allocation dynamique des tableaux Inte
161. unt possibilities of FORTRAN 90 The group contributions method in order to calculate properties is based on sum up of the group contributions constituting the molecule These methods have the advantages of fast prediction and large using domain In the other hand object oriented programming method is known as a method based on main entities called objects This method has the advantage to create reusable easy to manage and to maintain programs Libraries and Software Keywords Libraries Object oriented Group contributions FORTRAN 90
162. ure d bullition D veloppement d une Biblioth que 28 Analyse bibliographique Chapitre II BProPT La pr cision de la pression critique Pc diminue surtout en cas de petites mol cules Dans le cas des mol cules de grande taille cette diminution de la pr cision concerne quelques compos s organiques comme les esp ces halog n es quelques compos s cycliques et le cas des acides organiques La d f rence entre les valeurs exp rimentales et estim es du volume critique Vc augmente en cas de substances halog n es et diminue en cas de grandes mol cules II 2 1 1 2 M thode d Elbro et al 1991 Elbro et al 21 ont pr sent une m thode de contributions de groupes pour pr dire le volume molaire du liquide en fonction de la temp rature Cette m thode a t d velopp e dans un domaine de temp rature comprise entre le point triple et le point normal d bullition et pour les compos s organiques simples En addition cette m thode est utilisable pour les polym res amorphes dans un domaine de temp rature qui s tend de la temp rature de cong lation jusqu la temp rature de d gradation Il est noter que cette m thode est non applicable pour les cyclo alcanes Les quations caract ristiques de ce mod le peuvent s crire sous la forme suivante y gt ni vi 11 13 Tel que 11 14 A 2 vi Ait BT CIT Les groupes utilis s par Elbro et al 21 sont donn s dans l annexe
163. y m thyle acrylate par la m thode d Elbro et al 21 81 IV 6 Estimation de la temp rature critique du compos 3 5 dim thylepyridine par la m thode de Chein Tu 24 82 IV 7 Estimation de la temp rature critique du compos 1 1 1 2 2 2 trichlorotrifluoro thane par la m thode de Chein Tu 24 82 IV 8 La sommation de contributions de groupes de quelques compos s organiques propos s par Chein Tu 24 83 IV 9 Les r sultats de la temp rature critique concernant la collection des compos s propos e par Chein Tu 24 84 IV 10 L aromaticit et l identification de contributions des groupes constituent la collection des compos s organiques propos par HAMAD GUPTA et EL HALW AGI 29 concernant la cat gorie A 85 IV 11 Les valeurs de TLV TWA de la collection des compos s organiques propos par HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 concernant la cat gorie A 86 D veloppement d une Bibliotheque IV Liste des tableaux BProPT IV 12 L aromaticit et l identification de contributions des groupes constituent la collection des compos s organiques propos par HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 concernant la cat gorie B 87 IV 13 Les valeurs de TLV TWA de la collection des compos s organiques propos par HAMAD GUPTA et EL HALWAGI 29 concernant la cat gorie B 88 IV 14 Identification des groupes des isom res de Di m thyle Hexane suivant la m thode de Constantinou et Gani 3 89 IV 15 Estimation de la temp rature critique

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