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Résumé thèse Serge Monteix

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Modélisation du chauffage convecto-radiatif de préformes en P.E.T. pour la mise en forme de corps creux

 

Serge MONTEIX - 2 février 2001.

Le procédé de mise en forme de corps creux par injection-soufflage à partir des préformes en Poly-Ethylène Téréphtalate nécessite une étape de chauffage,afin d'amener la température des préformes en P.E.T. (matériau semi-transparent) depuis la température ambiante à une température voisine de100°C.

Deux études, expérimentale et numérique, couplées ont été menées dans l'objectif de modéliser la distribution 3D des températures, et plusparticulièrement des gradients de températures établis dans l'épaisseur des préformes en fonction de la puissance électrique des lampes halogènes, desréflecteurs de rayonnement, et de l'influence du système aéraulique. Ce système de chauffage a été modélisé en développant un logiciel baptisé «PLASTIRAD», basé sur la méthode des volumes de contrôle, appliqué sur des maillages non-orthogonaux.

Dans le but d'optimiser les temps de calcul correspondant au cas des préformesen rotation, un modèle unidirectionnel de transfert radiatif a été développé. Il s'appuie sur la description de l'éclairement établi par lecalcul des facteurs de forme, et sur la loi d'absorption de Beer-Lambert qui a été validée par la mesure des coefficients de transmission et de réflexion,appliqué au cas de préformes amorphes correspondant à un milieu non diffusant et froid.

Un plan d'expérience a été mené à partir de plaques et de préformes, sur undispositif de chauffage de laboratoire réalisé sur le modèle des installations industrielles, afin de caractériser l'interaction entre les lampes halogèneset les préformes en P.E.T. Pour cela, les températures à la surface de ces supports ont été mesurées à l'aide d'une caméra thermique, en fonction dutemps et de l'espace.

Finalement les comparaisons établies entre les mesures et les calculs des températures, mettent en évidence la reproduction des phénomènes detransmission du rayonnement, et d'inversion de la température suivant l'épaisseur des préformes, caractérisée par une erreur inférieure à 10%.

Mots-clés :
chauffage infrarouge, lampes halogènes, matériaux semi-transparent, camérathermique, méthode des volumes de contrôle, facteur de forme, polyéthylène téréphtalate.