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Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

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Chapitre 1<br />

sphères monomodales. Cependant, il a été observé que la <strong>de</strong>nsité <strong>de</strong> l’empilement est plus faible quand<br />

le rapport entre les tailles <strong>de</strong> grains entre les plus grosses <strong>et</strong> les plus fines diminue [49].<br />

Figure 1-12 : Relation entre la porosité <strong>et</strong> la composition <strong>de</strong> systèmes binaires (porosité intrinsèque <strong>de</strong> chaque<br />

composant est <strong>de</strong> 0,50) [48]<br />

Intéressons nous aux mélanges continus. Andreasen <strong>et</strong> An<strong>de</strong>rsen [50] proposent un modèle valable<br />

pour toutes les distributions granulométriques continues <strong>et</strong> qui donne la distribution optimisée pour<br />

obtenir une compacité maximale. Leur modèle s’appuie sur une hypothèse <strong>de</strong> similarité, c’est à dire<br />

que l’environnement <strong>de</strong> la particule dans la distribution ne dépend pas <strong>de</strong> la taille mais il est similaire<br />

quelle que soit la taille. Andreasen <strong>et</strong> An<strong>de</strong>rsen proposent l’équation suivante :<br />

Q<br />

M<br />

x<br />

( x)<br />

<br />

x<br />

où n est le module <strong>de</strong> la distribution, appelé aussi coefficient d’Andreasen. Ses expériences montrent<br />

que les empilements les plus <strong>de</strong>nses sont obtenus pour <strong><strong>de</strong>s</strong> valeurs <strong>de</strong> n comprises entre 0,33 <strong>et</strong> 0,5.<br />

Dinger <strong>et</strong> Funk [51] ont généralisé le modèle <strong>de</strong> Furnas pour <strong><strong>de</strong>s</strong> empilement muitmodaux <strong>et</strong> ont<br />

montré que les <strong>de</strong>ux approches, continues <strong>et</strong> discontinues, pouvaient être équivalentes. L’expression<br />

d’Andreasen suggère que plus la distribution granulométrique sera large plus la compacité sera élevée.<br />

max<br />

<br />

<br />

<br />

n<br />

(1.3)<br />

La coulabilité <strong><strong>de</strong>s</strong> poudres est affectée par les mêmes paramètres que l’empilement <strong><strong>de</strong>s</strong><br />

particules c’est à dire la taille <strong>et</strong> la dispersion <strong><strong>de</strong>s</strong> particules. Plus les forces <strong>de</strong> Van <strong>de</strong>r Waals vont être<br />

élevées, plus la coulabilité sera diminuée. Il est généralement admis que ces forces interparticulaires<br />

<strong>de</strong>viennent prédominantes pour <strong><strong>de</strong>s</strong> diamètres inférieurs 100 µm. Ce phénomène a par exemple été<br />

illustré par Wong [45]. Il a montré que la <strong>de</strong>nsité vrac <strong>de</strong> billes <strong>de</strong> verre diminuait fortement lorsque la<br />

taille <strong><strong>de</strong>s</strong> particules était inférieure à 100µm. Il a <strong>de</strong> plus mis en évi<strong>de</strong>nce une relation exponentielle<br />

entre la taille <strong><strong>de</strong>s</strong> grains <strong>et</strong> le rapport Hausner. D’autre part, l’introduction <strong>de</strong> fines particules en trop<br />

gran<strong>de</strong> quantité a pour conséquence une diminution <strong>de</strong> la coulabilité du fait <strong>de</strong> l’augmentation <strong><strong>de</strong>s</strong><br />

forces entre les particules [52]. Il existe en fait un optimum <strong>de</strong> fraction <strong>de</strong> fines qui perm<strong>et</strong> d’atteindre<br />

une bonne coulabilité [53].<br />

C<strong>et</strong>te thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf<br />

© [E. Xolin], [2005], INSA <strong>de</strong> Lyon, tous droits réservés<br />

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