Développement des méthodologies de caractérisation du procédé d'enrobage en voie sèche

par Fredj Kaouach

Projet de thèse en Génie des Procédés et de l'Environnement

Sous la direction de Olivier Lecoq et de Alain Chamayou.

Thèses en préparation à l'Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux , dans le cadre de MEGEP - Mécanique, Energétique, Génie civil, Procédés , en partenariat avec RAPSODEE - Centre de Recherche d'Albi en Génie des Procédés, des Solides Divisés, de l'Energie et de l'Environnement (laboratoire) et de Groupe Poudres et Procédés (equipe de recherche) depuis le 01-02-2012 .


  • Résumé

    L'enrobage en voie sèche est un procédé simple, innovant et écologique, avec lequel on peut produire des matériaux composites à valeur ajoutée. C'est une méthode qui permet de modifier ou d'améliorer différentes propriétés spécifiques des poudres. Le principe est de recouvrir des particules de grosse taille (particules hôtes) par des particules plus fines (particules invitées 10 à 100 fois plus fines) en appliquant une force mécanique. L'adhésion de particules invitées sur les particules hôtes se fait sous l'influence de mécanisme complexe impliquant plusieurs interactions telles que les forces de van der Waals, les interactions électrostatiques, imbrications mécaniques… Afin de mieux contrôler ce procédé et obtenir un produit final avec des propriétés d'usages désirées, une caractérisation quantitative est importante. Caractériser quantitativement les particules composites obtenues, permet d'établir des modèles prédictifs de l'enrobage en voie sèche. Ce présent travail a pour objectif de développer des méthodologies de caractérisation quantitative du procédé d'enrobage en voie sèche. Cette caractérisation est effectuée sur deux niveaux : d'une part, la force d'adhésion des particules fines ou tenue de l'enrobage, et d'autre part, la surface recouverte des particules hôtes ou recouvrement de l'enrobage. Pour quantifier la force d'adhésion, la taille micrométrique des particules présente un obstacle majeur pour avoir un test direct. Pour cela, la démarche générale consiste à soumettre l'échantillon des particules à des tests mécaniques indirect utilisant différentes sollicitations mécaniques et corréler le détachement ou le changement de propriétés des particules avec la force d'adhésion. Pour estimer le recouvrement de l'enrobage, la méthode générale consiste à imager les particules composites de telle sorte à voir un contraste net entre les particules hôtes et les particules invitées. Ensuite utiliser un outil de traitement d'images pour quantifier la surface recouverte.

  • Titre traduit

    Development of characterization methodologies of dry coating processes


  • Résumé

    Dry particle coating is a simple, innovative and ecological process, which produce added-value composite materials by modifying or improving specific properties of different powders. The idea is to cover coarse particles (host particles) with finer particles (guest particles 10 to 100 times smaller) by applying a mechanical action. The mechanism involves complex surface interactions not well understood implying multiple interactions (van der Waals forces, electrostatic bonds, mechanical blocking...). A quantitative characterization is important to control this process and have final products with desired end-use properties. Such a characterization is useful to establish predictive models for dry coating process. In this work, the characterization methods are developed on two distinct levels which are: on the one hand, the adhesion strength of guest particles on host particles or coating strength and on the other, the amount of the covered surface of host particles or coating coverage. To quantify the adhesion force, the micrometric size of particle is considered as an obstacle to have a direct test. The general approach is to use indirect test applying different mechanical stresses and correlate the detachment or the properties change with the coating strength. To estimate the coating coverage, the general method consists to image the composite particles and to generate images with contrast between host and guest particles. Then the coating coverage is studied using image analysis tools.