Rhéologie aux interfaces des matériaux polymères multicouches et ...

Khalid Lamnawar
INSA de Lyon
Une attention toute particulière a été portée au cas où la perturbation a une très grande
période (α −> 0) ; ce cas est communément appelé « stabilité asymptotique ». Les auteurs ont
montré que le calcul de la stabilité asymptotique permet d’expliquer certaines observations.
Cependant autres observations sont en désaccord avec les résultats numériques puisque l’on
observe des écoulements stables dans des zones prédites comme instables par le calcul.
En effet, un écoulement asymptotiquement stable doit correspondre à un produit exempt de
défaut, du moins dans le domaine des grandes longueurs d’onde, mais un écoulement
asymptotiquement instable peut, lui aussi, correspondre à un échantillon correct si le taux
d’amplification du défaut est suffisamment faible ou (et) si la longueur de la filière n’est pas
importante.
Cela a motivé le développement d’une méthode permettant de quantifier la détérioration de
l’interface dans le cas d’un écoulement instable. Les auteurs proposent alors dans un
deuxième temps une étude de stabilité linéaire spatiale pour la loi de White‐Metzner (Cf.
partie D). Ainsi, l’équipe d’Agassant a affiné son analyse de stabilité afin de prédire la
croissance spatiale des défauts en calculant le taux d’amplification spatiale pour une
perturbation. Cette étude permet de mieux interpréter les résultats expérimentaux obtenus
pour la filière de la Figure 113. Toutefois, la comparaison est moins probante pour la filière
portemanteau.
2.2.2.2. Etudes de Wilson et Khomami
Une étude expérimentale de la stabilité de lʹinterface entre deux polymères fondus a été
menée par Wilson et Khomami (1992, 1993 A et B). Les auteurs ont travaillé à partir dʹune
géométrie plane en utilisant soit deux fluides incompatibles (PP/PEhd) soit deux fluides
compatibles (PEhd/PEbdl). Ils ont modifié une de leurs extrudeuses pour quʹelle génère des
ondes à lʹinterface, de longueurs dʹonde et amplitudes maîtrisées. Afin de regarder
lʹévolution de ces ondes, leur filière plate est munie de quatre fenêtres dʹobservation. La
méthode optique utilisant l’analyse d’image permet de restituer l’évolution spatiale de
l’interface et de juger de l’amortissement ou de l’amplification des perturbations.
A lʹaide de ce montage, Wilson et Khomami (1992) peuvent étudier la stabilité convective de
lʹinterface et envisager une comparaison de leurs résultats expérimentaux avec ceux issus de
la théorie. Leurs essais consistent à faire varier les débits, donc les épaisseurs relatives de
deux fluides, et de faire varier la fréquence dʹexcitation, donc la longueur dʹonde de
perturbation (ou encore α). Ceci leur permet de déterminer des conditions de stabilité, quʹils
traduisent sous la forme de diagrammes de stabilité dans des plans (α en fonction du rapport
des épaisseurs d2/d1) (Figure 15) ou de courbes du taux de croissance expérimental en
fonction du nombre d’onde α pour les différents « d2/d1 » envisagés (Figure 16).
Partie A : Etat de l’art
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