Modélisation du fonctionnement d'un nouveau type de mélangeur : simulation des écoulements, validation sur des systèmes modèles et optimisation du procédé
Langue Français
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Auteur : Loux, Cyril
Date de soutenance : 04-07-2011

Directeur(s) de thèse : Muller, René - Bouchet, Gilles

Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Chimie physique
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie

Mots-clés libres : mélangeur , expérimentation , modélisation , simulations numériques , fluides , polymères , microstructure
Mots-clés :
  • Malaxeurs et mélangeurs - Thèses et écrits académiques
  • Fluides, Mécanique des - Thèses et écrits académiques
  • Polymères - Thèses et écrits académiques
  • Modèles mathématiques - Thèses et écrits académiques
Résumé : L'importance de la qualité du mélange dans le domaine de la mise en œuvre des polymères et de la formulation n est plus à démontrer. La recherche de nouveaux procédés pour améliorer l'efficacité du mélange ou de la dispersion de charges dans un polymère est donc toujours d'actualité. Ces mélanges de polymères sont généralement obtenus par un écoulement à l'état fondu (ou liquide) et les propriétés induites sont directement dépendantes de la microstructure obtenue. Les outils classiquement utilisés, comme les mélangeurs internes ou les extrudeuses, génèrent essentiellement des écoulements de cisaillement et leur efficacité est limitée alors que les outils créant des écoulements de type élongationnel sont plus efficaces au niveau des mécanismes de dispersion. C est dans ce contexte que nous avons développé un nouveau type de mélangeur (appelé RMX) basé sur un élément convergent/divergent privilégiant la composante élongationnelle de l'écoulement. A travers une étude à la fois expérimentale et numérique, nous nous sommes attachés à caractériser les effets spécifiques des écoulements rampants de fluides newtoniens - de basse et haute viscosité - rhéofluidifiants ou viscoélastiques. Nous avons mis en place une méthode permettant de caractériser la morphologie microscopique en déterminant la taille caractéristique, la forme et l'orientation de la microstructure et en prédisant le changement local de morphologie dû aux gradients de vitesse. Ces différentes méthodes ont permis de mettre en évidence quelques éléments fondamentaux indispensables au mélange, notamment la striation des fluides dans le cas viscoélastique.
 
Type de contenu : Text
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-306527
Type de ressource : Thèse