Contribution à la modélisation, à l'identification et à la simulation d'un procédé de teinture des microfibres de polyester

Contribution to modelling, identification and simulation of dyeing process involving the polyedter microfibers

• Auteur / Autrice : Keun Hoo Park
• Direction : Vladan Koncar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Instrumentation et analyses avancées
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyesters

Microfibres textiles

Algorithmes génétiques

Teinture -- Fibres textiles synthétiques

Mots clés libres

Colorants -- Diffusion -- Modèles mathématiques

Isothermes de sorption

Résumé

La production et l'utilisation des microfibres de polyester sont de plus en plus importantes au niveau international. Dans le cadre de l'ennoblissement et de la teinture de ces fibres, la diminution du prix des produits finaux et les délais de teinture plus courts ne doit pas détériorer sa qualité définie par une tolérance au niveau des nuances très étroite. Toutefois, la complexité du processus de teinture et l'influence des paramètres de contrôle rendent difficile la mise au point d'un système de surveillance et de commande en temps réel. La première partie de cette étude est consacrée à l'analyse des propriétés tinctoriales de ce nouveau produit. Une approche physicochimique a été menée dans le but de comparer les propriétés de teinture des microfibres de polyester et les fibres conventionnelles de polyester. Cette piste montre que les isothermes de sorption des super microfibres diffèrent des isothermes de sorption des microfibres et fibres conventionnelles. Entre autre, des différences non négligeables sont détectées au niveau du processus de fabrication et dans la diffusion des colorants. Cette dernière est plus importante due à une surface de contact bien plus exposée entre la fibre et le colorant. Ceci signifie que le processus de teinture doit être adapté.

La deuxième partie traite de la modélisation de la diffusion des colorants dans la fibre. Une étude de sensibilité montre que le paramètre de diffusion, le plus significatif lors de la teinture, dépend fortement de la concentration initiale du colorant, de la température du bain, du titre de la fibre et du temps de diffusion. Ce travail contribue à une meilleure compréhension des phénomènes liés à la teinture. L'ensemble des paramètres du modèle est ensuite identifié par des méthodes d'optimisation utilisant des algorithmes génétiques. Les résultats obtenus sont validés pour différentes fibres de polyester et notamment les microfibres et super microfibres. Cette approche spécifique à la modélisation de la diffusion peut s'étendre à la modélisation d'un processus de teinture global permettant les simulations des expériences sur ordinateur et la réalisation de teintures virtuelles. La dernière partie est axée sur la simulation du processus de teinture à partir du modèle global. Ce modèle génère la dynamique de teinture à partir du profil de température imposé, de la concentration initiale de colorant et du titre de la fibre de polyester. Afin de garantir un unisson correct, différents profils de température et concentrations initiales ont pu être testés par l'intermédiaire de la simulation du modèle. Le résultat de cette étude a été de résoudre le compromis entre ces deux paramètres. La prise en compte de l'expérience des teinturiers est intégrée pour établir le lien entre l'unisson et la dynamique souhaitée.