Rheologie des pates minerales : cas du melange tio2 - hno3 destine a l'extrusion de supports de catalyseurs

• Auteur / Autrice : Guillaume Racineux
• Direction : Arnaud Poitou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Cachan, Ecole normale supérieure

Résumé

Certains supports de catalyseurs de l'industrie petrochimique, a haute surface specifique, sont fabriques par extrusion d'une pate de dioxyde de titane proche de l'empilement compact (60% de poudre de tio 2 et 40% de liant acide). Des defauts d'ecoulement limitant parfois l'utilisation du procede, ce travail de these a pour objet la caracterisation, la modelisation et l'identification du comportement de ce materiau. - le premier point cle concerne la caracterisation du comportement rheologique. Nous avons realise deux types d'essais : l'essai capillaire, representatif de la rheologie des polymeres et tres proche du procede (ecoulement stationnaire a des taux de cisaillement eleves) et l'essai d'ecrasement dont nous montrons qu'il s'apparente aux essais draines de la mecanique des sols. Ces essais mettent en evidence une heterogeneite de la pate induite par son ecoulement. - le second point cle concerne la modelisation. Pour construire un modele rendant compte du caractere heterogene de ce materiau, nous utilisons la theorie des melanges, qui dans le cas des pates pour l'injection (b. Lanteri) a permis de modeliser les phenomenes de glissement apparent sur les outillages. - le troisieme point cle, necessaire a la prise en compte d'une situation reelle d'extrusion, mais aussi au depouillement des essais, concerne le calcul. La difficulte numerique principale vient de la resolution d'un systeme d'equations non lineaires elliptiques et de transport couplees en vitesse-pression et en fraction volumique. Pour resoudre le probleme d'ecrasement, nous proposons une methode incrementale. L'ecoulement est resolu par la methode de galerkin et le probleme d'evolution par la methode de taylor-galerkin discontinu. Finalement, nous proposons une identification complete du comportement de ce materiau a partir d'un essai d'ecrasement repute homogene (forte vitesse) et d'un essai repute non homogene (faible vitesse).