Etude et optimisation de la compacité de poudres inorganiques

par Vincent Moreschi

Thèse de doctorat en Science des matériaux

Sous la direction de Christian Courtois.

Soutenue en 2008

à Valenciennes .


  • Résumé

    Ce travail entre dans le cadre d’un procédé industriel de compression à froid de poudres inorganiques. Ces poudres sont déposées en continu sur un ruban d’acier, qui est déformé mécaniquement de façon à créer une enveloppe cylindrique. Cette étude a pour objectif d’optimiser l’état de compaction de six poudres inorganiques différentes pour ce procédé particulier de mise en forme. Les analyses micrographiques de ces gaines mettent en évidence différents mécanismes de compaction en fonction de la nature des poudres. Ces micrographies en coupe révèlent un mécanisme prépondérant régissant lors du procédé : la fragmentation granulaire. L’amélioration des compacités aérées et tassées des empilements granulaires pour ces différentes poudres est ensuite étudiée selon deux méthodologies : modélisation de la réponse par les plans d’expériences et approche par les réseaux de neurones artificiels. La modélisation par les plans d’expériences a consisté à définir les mélanges optimums de trois classes granulométriques particulières. Elle met en évidence des mélanges granulaires particuliers plus propices à un empilement dense. La prédiction par les plans d’expériences des comportements aux compacités tassée, aérée et à l’indice de compressibilité s’avère dans l’ensemble positive. Il en résulte, pour certaines des poudres étudiées, des gains significatifs pouvant atteindre 12%. L’approche par les réseaux de neurones artificiels a permis d’étudier l’influence des proportions relatives de vingt trois classes granulométriques sur la compacité tassée. Les résultats de la prédiction du comportement à la compacité tassée par les réseaux de neurones engendrent un excellent coefficient de corrélation, que ce soit au niveau de la phase d’apprentissage du réseau, que de la phase de test

  • Titre traduit

    Study and optimisation of packing density of inorganic powders


  • Résumé

    This work falls within the framework of an industrial process of inorganic powders cold compression. These powders are deposited on a continuous steel strip, which is distorted by mechanical profiling in order to create a cylindrical wire. This study aims to optimise the condition of compaction of six different inorganic powders for this particular process of shaping. The micrographic analyses of these wires indicate various compaction mechanisms depending on the nature of the powder. These characterisations reveal a main mechanism governing the process: the granular fragmentation. The improvement of aerated and taped compaction states of these various powder is then considered using two: modelling methods of the response, one by the design of experiments, the second by an artificial neural networks. The modelling by design of experiments was used to determine the optimal mixture of three size classes. It highlights some specific granular mixtures which conduct to some higher packing densities. The prediction by the design of experiments of the behaviour of taped and aerated compaction states and of the compressibility index is on the whole positive. As a result, for some of the considered powders, significant improvements up to 12% are obtained. An approach based on artificial neural networks is experimented to study the influence of the relative proportions of twenty three size classes on taped compaction state. This approach permit to fit very closely the response area

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Informations

  • Détails : 1 vol. (189 f.)
  • Notes : Thèse confidentielle jusqu'en février 2013
  • Annexes : Bibliogr. : f. 184-189

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  • Bibliothèque : Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis. Service commun de la documentation. Site du Mont Houy.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 900494 TH
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  • Cote : 900495 TH
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