Procédé de couchage du papier : caractérisation et simulation de l'écoulement : analyse rhéologique des suspensions de couchage

par Sabri Mourad

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Salaheddine Skali-Lami.

Soutenue en 2000

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    L'objectif de ce travail est d’améliorer les connaissances relatives aux procédés et aux suspensions de couchage. Concernant l'écoulement dans la cavité Short-Dwell, nous avons commencé par étudier analytiquement, expérimentalement et numériquement l'écoulement dans une géométrie plus académique (cavité cylindrique fermée). Cette investigation a permis de mettre en évidence des phénomènes de stabilité très intéressants au niveau fondamental et de proposer une expression du nombre de Reynolds critique tenant compte de l'extension angulaire de la cavité. Par la suite, nous avons montré numériquement que l'écoulement dans la cavité Short Dwell évolue également vers une configuration tridimensionnelle. Il suit les mêmes séquences de transitions que celles constatées dans la cavité cylindrique. La longueur d'onde axiale obtenue dans ce dispositif lors de la première transition est comparable à celle des stries observées sur le papier après son couchage Ce résultat permet d'apporter l’explication des défauts engendrés par le Short-Dwell lors de couchage du papier au-delà d'un Reynolds critique dépendant notamment de la rhéologie de la sauce. Dans la seconde partie de notre travail, nous avons cherché à caractériser le comportement rhéologique des sauces aussi bien les slurries des différentes composantes que les sauces elles-mêmes. Nous avons étudié dans ce cadre, deux familles de sauces de couchage (Hélio et Offset) dont nous avons fait varier la composition, la concentration, les pigments et les liants (latex). Les résultats obtenus ont permis d'établir la sensibilité des trois groupes de paramètres rhéologiques (élastiques, visqueux, thérmodépendent) de ces différentes compositions des sauces. Cette étude systématique permet de donner une description des sauces par des paramètres identifiables et de quantifier la dépendance temporelle leur comportement. Par ailleurs, l'utilisation du rhéovisiomètre pour qualifier la rhéologie des sauces semble apporter des informations précieuses concernant la microstructure des solutions. En effet, les premiers résultats que nous avons obtenus par ce dispositif remettent en cause le schéma généralement admis qui consiste à supposer que la sauce est structurée au repos sous forme d'un floc macroscopique qui se désintègre en flocs de plus en plus petits avec l'accroissement du cisaillement. La visualisation des structures de la solution montre que les flocs apparaissent avec l'écoulement à partir d'une sauce homogène au repos.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (262 p.)
  • Annexes : Bibliogr. (98 réf.)

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