Rhéologie aux interfaces des matériaux polymères multicouches et ...

Khalid Lamnawar
INSA de Lyon
Partie A : Etat de l’art
1. Introduction de la partie A
Cette étude bibliographique initiale a pour objet de faire l’état de l’art sur les différents
points que nous aborderons au fil de ce manuscrit. Nous débuterons ce chapitre par un bref
rappel du procédé de coextrusion, les études théoriques et expérimentales menées sur la
problématique, avec une approche dite procédé des défauts de coextrusion. En effet, de
nombreux articles proposent des approches théoriques du phénomène d’instabilités
interfaciales dans les écoulements multicouches. La première étude du genre, basée sur une
étude de stabilité linéaire, a été menée par Yih [1967] sur les écoulements de Poiseuille et de
Couette de deux fluides newtoniens soumis à de très longues ondes. De nombreux auteurs
ont étendu cette analyse à d’autres écoulements et à d’autres fluides. Ainsi, on trouve des
articles consacrés aux écoulements de Couette et de Poiseuille, pour certains modèles de
fluide (visqueux, élastiques ou viscoélastiques), pour un certain nombre de couches, dans
une certaine géométrie (plane ou axisymétrique) et pour certaines longueurs d’onde.
D’autres travaux étudient le rôle de la différence de densité, de la tension de surface ou
encore du glissement aux parois sur ces écoulements de Poiseuille. Ne seront présentés dans
cette section que quelques articles représentatifs proches des préoccupations de la présente
étude. Beaucoup moins nombreuses sont les études expérimentales qui ont été conduites sur
ce sujet. Certaines sont des études industrielles définissant empiriquement des zones de
stabilité de l’écoulement et d’autres utilisent un système de perturbation pour se rapprocher
des analyses de stabilité linéaire. Les études menées par Wilson et Khomami et les équipes
d’Agassant, d’El Kissi et de Bourgin sont particulièrement exhaustives et seront détaillées
amplement.
Nous dégagerons au cours de la deuxième partie de cet état de l’art le rôle de la
compatibilisation à l’interface polymère/polymère dans les écoulements multicouches. Nous
consacrons ainsi une partie importante à l’étude des phénomènes d’interdiffusion mutuelle à
l’interface polymère/polymère et la compétition avec la réaction. La rhéologie des
multicouches sera abordée par la suite notamment dans le cadre de l’étude des phénomènes
de glissement aux interfaces. Les travaux de Bousmina sur les méthodes de quantification
des coefficients d’interdiffusion par l’outil rhéologique, pour des systèmes isomoléculaires,
seront détaillés. Ils constituent la base de nos réflexions sur les instabilités en coextrusion des
systèmes beaucoup plus complexes (réactifs et polymoléculaires). Quant aux propriétés
adhésives et les propriétés microstructurales des multicouches, les travaux des équipes de
Macosko, Laurens et Léger seront présentés succinctement dans l’annexe A.
Partie A : Etat de l’art
9