CE TRAVAIL PRESENTE UNE MODELISATION DU REMPLISSAGE DE LA CAVITE D'UN MOULE POUR L'INJECTION D'UN POLYMERE THERMOPLASTIQUE FONDU. L'OBJECTIF FINAL DE CETTE ETUDE EST LA REALISATION D'UN LOGICIEL ALLIANT PERFORMANCE ET CONVIVIALITE AFIN DE L'INTEGRER A UN CODE INDUSTRIEL DE MODELISATION DE L'ENSEMBLE DU PROCEDE D'INJECTION. APRES UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE DES DIFFERENTES FACONS D'ABORDER CETTE MODELISATION ON A CHOISI DE DEVELOPPER UNE APPROCHE A PARTIR D'UN ECOULEMENT DANS UNE GEOMETRIE QUE L'ON PEUT DECRIRE PAR UNE REPRESENTATION DE LA CAVITE AU MOYEN D'UNE SURFACE MEDIANE EN CHAQUE POINT DE LAQUELLE ON ASSOCIE UNE EPAISSEUR. PAR LA PRISE EN COMPTE D'HYPOTHESES ASSOCIEES AU CONFINEMENT, ON EST CONDUIT A L'ETUDE D'UN ECOULEMENT MOYEN SUR CETTE SURFACE MEDIANE QUE L'ON TRAITE NUMERIQUEMENT PAR UNE METHODE COUPLANT DES ELEMENTS ET DES VOLUMES FINIS ET DONT LES MAILLAGES RESPECTIFS SONT ENTRELACES. L'INTRODUCTION D'UNE RHEOLOGIE VISQUEUSE GENERALE, ET DE LA THERMIQUE, NECESSITE ALORS UNE DISCRETISATION DANS L'EPAISSEUR AFIN DE COUPLER LES EQUATIONS DE LA MECANIQUE DE CET ECOULEMENT MOYEN (LOCALEMENT BIDIMENSIONNEL) ET DE LA THERMIQUE QUI RESTE TRIDIMENSIONNELLE. LA QUALIFICATION DU LOGICIEL DEVELOPPE EST EFFECTUEE D'ABORD SUR DES CAS DONT UNE SOLUTION ANALYTIQUE EST CONNUE POUR ETUDIER L'INFLUENCE DES PARAMETRES NUMERIQUES, PUIS SUR DES CONFRONTATIONS EXPERIMENTALES

CE TRAVAIL PORTE SUR LA MODELISATION NUMERIQUE DE LA PHASE DE REMPLISSAGE DANS LE PROCEDE DE MISE EN FORME PAR INJECTION DES POLYMERES THERMOPLASTIQUES. LE BUT DE NOTRE ETUDE EST D'ETABLIR UN MODELE NUMERIQUE POUR PREDIRE L'ECOULEMENT DU POLYMERE FONDU A L'INTERIEUR D'UNE EMPREINTE DE MOULE DE GEOMETRIE SOUVENT COMPLEXE. LE PROBLEME NON STATIONNAIRE EST NON LINEAIRE PAR LE COUPLAGE DES EQUATIONS D'ECOULEMENT ET DE TRANSPORT ENTRE ELLES, ET PAR LA VARIABILITE DES PROPRIETES RHEOLOGIQUES DU FLUIDE (VISCOSITE NON NEWTONIENNE). LES EQUATIONS BIDIMENSIONNELLES D'ECOULEMENT INCOMPRESSIBLE DE FLUIDES NON NEWTONIENS SONT RESOLUES PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS, AVEC UNE FORMULATION MIXTE VITESSE-PRESSION. LE SUIVI DU FRONT DE MATIERE EST ASSURE A TRAVERS LA RESOLUTION DE L'EQUATION DE TRANSPORT DE LA FONCTION PSEUDO-CONCENTRATION, ET CE PAR LA TECHNIQUE DES VOLUMES DE CONTROLE CONSTRUITS SUR LE MAILLAGE ELEMENTS FINIS. ETANT DONNE LE CARACTERE HYPERBOLIQUE DE CETTE EQUATION, NOUS AVONS DEVELOPPE UN ALGORITHME ITERATIF QUI PERMET D'ELIMINER LES INSTABILITES NUMERIQUES LORS DE SA RESOLUTION. L'ALGORITHME DE TRANSPORT DE L'INTERFACE POLYMERE/AIR A ETE ETENDU AUX CAS TRIDIMENSIONNELS VOLUMIQUES, ET A ETE IMPLEMENTE DANS LE CODE INDUSTRIEL POLYFLOW. DES TESTS DE COMPARAISON AVEC DES SOLUTIONS ANALYTIQUES CONNUES VALIDENT LES SCHEMAS NUMERIQUES UTILISES. DIVERS EXEMPLES DE REMPLISSAGE DE MOULES SONT EGALEMENT PRESENTES DANS CETTE ETUDE, NOTAMMENT UNE APPLICATION RELATIVE A L'INJECTION DE L'AMIDON DE BLE THERMOPLASTIQUE.

Experts in rheology and polymer processing present up-to-date, fundamental and applied information on the rheological properties of polymers, in particular those relevant to processing, contributing to the physical understanding and the mathematical modelling of polymer processing sequences. Basic concepts of non-Newtonian fluid mechanics, micro-rheological modelling and constitutive modelling are reviewed, and rheological measurements are described. Topics with practical relevance are debated, such as linear viscoelasticity, converging and diverging flows, and the rheology of multiphase systems. Approximation methods are discussed for the computer modelling of polymer melt flow. Subsequently, polymer processing technologies are studied from both simulation and engineering perspectives. Mixing, crystallization and reactive processing aspects are also included. Audience: An integrated and complete view of polymer processing and rheology, important to institutions and individuals engaged in the characterisation, testing, compounding, modification and processing of polymeric materials. Can also support academic polymer processing engineering programs.

BIBLIOGRAPHIE. ETUDE EXPERIMENTALE DE L'INJECTION. MODELISATION : PROBLEMES GEOMETRIQUES; MODELISATION DE L'ECOULEMENT DANS UN MOULE DE GEOMETRIE SIMPLE ET CONDITIONS AUX LIMITES; PROBLEMES LIES A L'ASSEMBLAGE DE GEOMETRIES ELEMENTAIRES; TESTS NUMERIQUES ET EXEMPLES DE RESULTATS. CONFRONTATION CALCUL-EXPERIENCES. ETUDE DE CAS : CHOIX DU MOULE, DU POLYMERE, DES CONDITIONS TESTEES ET DES CRITERES A RESPECTER; DETERMINATION DES CONDITIONS D'INJECTION OPTIMALES; EQUILIBRAGE DU REMPLISSAGE