Optimisation et modélisation du procédé de rotomoulage

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Estelle Pérot l’aide de paramètres intrinsèques au matériau (viscosité, tension superficielle…)[9] [10-13] [14] [15]. Cette thèse se décompose donc en deux parties : la première traite des relations entre la structure du matériau, le procédé et les propriétés finales des pièces rotomoulées ; la seconde partie présente la modélisation des échanges thermiques au cours du rotomoulage. Durant le processus de mise en œuvre, le matériau polymère subit différentes transformations physiques : la fusion, la coalescence des particules, la densification du volume à l’état fondu et la solidification. La compréhension des mécanismes qui régissent les évolutions morphologiques et structurales du matériau a permis d’expliquer les défauts qui apparaissent dans les pièces finales. Pour cela, une caractérisation approfondie du matériau a été menée et le phénomène de coalescence-densification a été modélisé. Les défauts et propriétés des pièces rotomoulées avec la machine de laboratoire ont été analysés (bulles, vagues, propriétés mécaniques) et mis en relation avec les propriétés du matériau et les cinétiques de coalescence et de densification. Afin d’étudier les phénomènes d’échanges thermiques et d’optimiser le cycle de production, un dispositif expérimental instrumenté simulant de manière locale de tels échanges à la paroi du moule a été mis en place au Centre de thermique de l’INSA de Lyon. Une modélisation des échanges thermiques intervenant lors du cycle de fabrication a été validée en comparant les résultats numériques aux résultats expérimentaux obtenus sur la plaque instrumentée. D’autre part, une étude a été réalisée en collaboration avec le Laboratoire de Thermocinétique de Nantes sur l’analyse expérimentale des transferts thermiques au cours du rotomoulage. Pour cela, une métrologie thermique fine, notamment par fluxmètrie, a été utilisée in situ, directement sur la machine de rotomoulage en fonctionnement. En s’appuyant sur un modèle de cinétique de cristallisation déterminé expérimentalement, le couplage entre les échanges thermiques et les changements de phase de polymères semicristallins a pu être décrit pendant la phase de refroidissement. - 4 -
Partie A : Relations structure du matériau / procédé / propriétés finales Partie A : Relations structure du matériau / procédé / propriétés finales au cours du rotomoulage - 5 -
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