Etude rheologique d'une pate chargee en particules metalliques et destinee a l'injection

par FREDERIC RAVILLY

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de JEAN MICHEL PIAU.

Soutenue en 2000

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    L'etude a porte sur la determination des proprietes rheologiques d'une pate fortement chargee en particules metalliques et destinee a l'injection. Ce materiau est constitue d'un liant, melange de cires et de plusieurs polymeres, et de poudre d'acier inoxydable. Differents taux de charge ont ete etudies (53vol%, 56vol% et 59vol%). L'etude a porte sur une gamme de temperature comprise entre 160\c et 210\c et sur une gamme de taux de cisaillement comprise entre 1 s - 1 et 1000 s - 1. Ces gammes correspondent aux conditions operatoires rencontrees en production. Differents methodes ont ete mises en uvre pour caracteriser le materiau en ecoulement : rheometrie a geometrie rotative, rheometrie capillaire, essais d'ecrasement. Une bonne correlation entre les essais de rheometrie capillaire et a geometrie rotative a ete constatee. La pate presente un comportement qui peut etre modelise par une loi puissance dans les conditions operatoires mises en uvre. Nous n'avons pas observe de glissement sur le rheometre a geometrie rotative. En revanche, en rheometrie capillaire, le dispositif experimental a du etre adapte pour eviter tout glissement a la paroi au cours des essais de rheometrie capillaire. Pour completer ces mesures experimentales, des essais d'ecrasement ont ete conduits en parallele. Ils ont consiste a mesurer la force necessaire a l'ecrasement de galettes de materiaux a vitesse constante. Un depouillement analytique a permis d'identifier les valeurs numeriques de l'indice de viscosite et de consistance de la loi puissance. Le deplacement de la matiere au cours de ces essais a ete visualise. Ces observations ont mis en evidence la presence d'instabilites dans l'ecoulement pour les temperatures et les taux de charges les plus eleves. Une loi de viscosite qui prend en compte le taux de charge et la temperature a ete proposee. Des essais de simulation d'injection isotherme ont egalement ete realises.

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Informations

  • Détails : 180 p.
  • Annexes : 102 ref.

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