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Résumé thèse Ibrahim BUSULADZIC

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Modélisation des éléments de mélange en extrusion par la méthode des élèments frontières

 

Ibrahim BUSULADZIC - 30 janvier 2004

Afin d'obtenir des nouveaux matériaux plastiques, le mélange des polymères est un processus couramment utilisé. L'extrusion monovis est un procédé de mise en forme des matières plastiques qui permet d'obtenir un mélange efficace en modifiant la vis d'extrusion. Pour cela, la tête de mélange de type Maddock est utilisée, afin d'étudier son effet sur la qualité du mélange. Dans cette étude, le mélange dispersif est surtout étudié. La partie expérimentale de cette thèse étudie la dispersion de la phase secondaire dans la matrice du polymère (le mélange PVC et le mélange PP/CaCO3). Parallèlement à cette étude expérimentale, un modèle numérique a été développé pour caractériser le mélange des polymères. Pour cette approche numérique, la Méthode des Eléments Frontières (BEM) a été choisie. La méthode classique BEM ne permet pas de résoudre les problèmes d'écoulement non-newtoniens, ceci nous a amené à utiliser certaines techniques afin d'adapter la résolution par BEM. Pour cela la technique de multi domaine combinée avec la méthode de la réciprocité duale (DRM) est utilisée. Un logiciel «POLY_BEM» a été développé dans le cadre de cette thèse. Des simulations numériques en comportement newtonien et non- newtonien respectivement en 3D et en 2D ont permis de calculer la dispersion à l'aide de l'indice d'écoulement (flow number). Afin de valider ces résultats, une confrontation qualitative a été réalisée montrant notamment l'effet bénéfique de la tête de mélange. L'écoulement dans certaines zones de la tête de mélange (l'entrée et la sortie du passage entre canaux) exerce un type d'écoulement élongationel favorisant la dispersion plus que dans d'autres zones.

Mots-clés :
Méthode des éléments frontières, BEM, multi domaine, DRM, extrusion monovis, mélange des polymères, dispersion.