Contribution à l'étude des instabilités à l'interface de deux fluides polymères en coextrusion annulaire : étude expérimentale et modélisation

par Laurence Célarier

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Christian Carrot.

Soutenue en 1997

à Saint-Etienne .


  • Résumé

    La stabilité des écoulements multicouches est actuellement largement étudiée en raison de son intérêt industriel. Ce travail se propose d'approfondir la compréhension du mécanisme d'apparition des instabilités puis d'étudier leur propagation. Une expérience de coextrusion a été mise au point en géométrie annulaire dans un rhéomètre à capillaire de manière à contrôler finement débit et température. Les matériaux de l'étude, trois polystyrènes et deux polyméthylméthacrylates, ont été caractérisés d'un point de vue rhéologique et masses moléculaires. Une loi de carreau permet de traduire leur comportement visqueux. Après extrusion, l'échantillon bicouche solide est observé en coupe par microscopie optique après inclusion et polissage. Sa géométrie est décrite grâce à un logiciel d'analyse d'image. L'étude en régime stable montre une bonne corrélation entre la géométrie expérimentale et celle prévue par une simulation monodimensionnelle. Diverses méthodes d'introduction de perturbation ont ensuite été testées expérimentalement. Une augmentation du débit total de l'écoulement provoque des instabilités mais leur apparition n'est pas reproductible. La propagation du phénomène a été reliée à l'existence d'un maximum de vitesse décentré et cette dissymétrie a été recréée en considérant un mécanisme de glissement à l'interface généré par une huile silicone de basse viscosité introduite à l'interface sur une partie d'une ligne d'écoulement. La perturbation apparait alors de manière reproductible. Sa propagation est étudiée grâce à deux paramètres, décentrement et ovalisation, traces en fonction de paramètres rhéologiques. Une stabilisation nette est observée sur les diagrammes lorsque la viscosité externe diminue. L'élasticité semble jouer un rôle secondaire. D'autre part, une simulation en deux dimensions permet de relier glissement et décentrement du maximum de vitesse. Enfin, une série d'expériences en géométrie filière plate, plus proche des conditions industrielles, a été réalisée. L'interface est observée par l'intermédiaire de deux hublots. Les conditions d'extrusion choisies apparaissent peu favorables au développement d'une instabilité, celles-ci peuvent par contre être générées par une variation de débit

  • Titre traduit

    Contribution to the study of interfacial instabilities in annular coextrusion of two molten polymers : experimental and numerical studies


  • Pas de résumé disponible.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (197 p.)
  • Annexes : 70 références bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Jean Monnet. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.