Comportement mutiphysique de matériaux granulaires en compression

par Sagar Uniyal

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

Sous la direction de Abderrahim Michrafy et de Driss Oulahna.

Thèses en préparation à l'Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux , dans le cadre de École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse) , 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 12-09-2017 .


  • Résumé

    La granulation sèche par compactage à rouleaux est un procédé continu d'agglomèration de poudre sensibles la température et à l'humidité (dégradation des propriétés fonctionnelles). Ce procédé est utilisé dans différents domaines et notamment en pharmacie. Le procédé utilise une presse à rouleaux. La poudre est acheminée par vis sans fin entre deux rouleaux séparés par un entrefer et qui tournent en contre sens. La poudre est compactée par les rouleaux et le compact est ensuite broyé en granulés pour être utilisé ultérieurement dans d'autres procédés de mise en forme (compact, mise en sachet,...). En négligeant les effets d'élévation de température dans le procédé et l'absence de prise d'humidité par la poudre, des travaux récents ont montré que l'histoire de déformation du matériau granulaire pendant le procédé de compactage à rouleaux entraîne des modifications des propriétés à l'échelle du compact et du granulé. Cependant, pour les matériaux sensibles à la température et à l'humidité, les modifications des propriétés physiques et mécaniques en passant de l'état poudre à l'état granulé restent encore incomprises.

  • Titre traduit

    Thermo-mechanical behaviour of materials during roll compaction process


  • Résumé

    Roller compaction/dry granulation is a continuum manufacturing process for agglomeration technique for particulate solids that are instable to heat and moisture. This process is a highly energy efficient process, as no heating or drying is needed. The process is composed of different unit operations. First, the particulate solid is compacted using a roller press in a ribbon that will be subsequently milled in granules using a milling system. The resulting granules, with the improved properties, can be employed then for compaction process. Recent works showed that the powder deformation history through the compaction process leads to mechanical modifications of the intermediate products behaviours at different scales (ribbons, granules and compacts). This work, which was limited to the mechanical aspects, has provided a better understanding of the interaction between the primary particles, the process parameters. However, for material, which is sensitive to the ambient moisture and the increase of temperature during manufacturing process, understanding how ribbon-granule-compact properties and product stability can be impacted is a challenging task, particularly for applications in manufacturing high value-added products (such as pharmaceuticals and catalysts). In this PhD work, the thermo-physico-mechanical behaviours of materials during compaction process will be investigated both by experiment, using intrusive and non-intrusive measurements, and with a new modelling approach using finite element analysis. The objective is to progress in understanding the moisture and thermal effects on the behaviour of sensitive materials under deformation.