Étude expérimentale et numérique du phénomène d'enrobage dans les écoulements de coextrusion

• Auteur / Autrice : Jocelyn Mauffrey
• Direction : Bruno Vergnes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : ENSMP

Résumé

Cette thèse concerne l’étude expérimentale et numérique du phénomène d'enrobage dans les écoulements de coextrusion. Dans la partie expérimentale, grâce à un montage spécifique développé en partenariat avec le Cerdato, nous avons pu faire ressortir les caractéristiques suivantes, concernant la cinétique et la physique du phénomène : l'enrobage est essentiellement gouverné par la différence de viscosité entre les deux polymères, le plus fluide enrobant son vis-a-vis. La thermique intervient dans le sens où elle modifie la viscosité du polymère au point d'obtenir de l'auto-enrobage avec un écart de température au sein de l’écoulement. Le phénomène est surtout présent aux parois puisqu'elles sont des zones à fort cisaillement, mais des essais montrent que l'on peut obtenir un enrobage dans le volume. De plus, l’état de surface des parois ne modifie en rien la cinétique du phénomène, il n'y a donc pas de glissement local à la paroi. Dans une deuxième partie consacrée à la modélisation numérique, on montre que l'enrobage n'est pas reproduit par le calcul. Si l'on impose des conditions locales de glissement au contact paroi/ligne triple, on montre que l'on déplace localement l'interface mais dans un mouvement artificiel, non comparable a celui de l'enrobage. Nous avons donc développé une méthode originale, impliquant une modification de l’équation de transport aux parois, celle-ci n'ayant plus de signification lorsque la vitesse d’écoulement s'annule. Par une telle approche, la simulation numérique rend compte d'un enrobage, sans imposer de glissement, les tendances générales du phénomène étant reproduites.