boussoffara4.jpg, par jfages

Soutenance de thèse d'Hayfa Boussoffara

doctorante au Centre RAPSODEE UMR CNRS 5302

Génie des Procédés et de l'Environnement

sur "Rhéologie multi-échelle des poudres dans des mélangeurs convectifs"

lundi 9 septembre à 14h00

Amphithéâtre d'Honneur - IMT Mines Albi

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Composition du jury

• M. Henri BERTHIAUX : Centre RAPSODEE UMR CNRS 5302 IMT Mines Albi - Directeur de thèse
• Mme Claire MAYER-LAIGLE : INRAE de Montpellier - Rapporteure
• M. Mikel LETURIA : Transformations Intégrées de la Matière Renouvelable (TIMR) UTC-ESCOM - Rapporteur
• Mme Cendrine GATUMEL : Centre RAPSODEE UMR CNRS 5302 IMT Mines Albi - Co-directrice de thèse
• Mme Pascale AUSSILLOUS : Polytech Marseille - Examinatrice

Résumé

De nombreux secteurs industriels traitent des matériaux granulaires par des opérations de mélange pour homogénéiser des poudres. Dans un mélangeur convectif, où une pale exerce des forces mécaniques sur la poudre, l'interaction entre cette dernière et la pale est classiquement décrite par le couple induit par l’agitation. Une analyse dimensionnelle permet d’identifier les corrélations existantes entre un nombre lié au couple (nombre de puissance) et un deuxième lié à la vitesse d’agitation (nombre de Froude). Cependant, les caractéristiques rhéologiques sont fondamentales pour prédire le comportement de la poudre pendant l'opération. L'objectif de notre étude est donc d'inclure ces caractéristiques de la poudre dans la corrélation entre les nombres sans dimension, ce qui lui conférerait un aspect prédictif qui pourrait être d'une grande aide pour l'industrie de la manutention des poudres. En effet, la prédiction du couple nécessaire pour déplacer une poudre permet un bon contrôle du processus. Notre étude est menée avec des poudres à écoulement libre dans des mélangeurs de laboratoire de différentes géométries et capacités, où le régime d'écoulement de la poudre est considéré comme étant un régime à écoulement dense. Le régime dense est souvent décrit à une échelle mésoscopique par un coefficient de friction effectif (mu_{eff}) et un nombre d’inertie (I), constituant tous deux une loi rhéologique (mu_{eff}(I)). Le (mu_{eff}(I)) rend compte des caractéristiques rhéologiques des poudres dans le modèle macroscopique construit pour les besoins de cette étude. Les deux nombres sans dimension mentionnés ci-dessus sont calculés à partir des caractéristiques du système. Cela implique le couple exercé sur les pales, les caractéristiques physiques des poudres (taille, densité), les caractéristiques géométriques du mélangeur (volume, nombre de pales…) et les conditions de fonctionnement (taux de remplissage, vitesse de rotation). Cette méthode permet d’analyser de manière approfondie le comportement des poudres agitées mécaniquement, améliorant ainsi l'efficacité du mélange et assurant la fiabilité des opérations de traitement.

Mots-clés

Poudre, Rhéologie, Friction, Mélangeurs, Changement d'échelle.