Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Chapitre 3
compact, se réarrangent autour des grosses particules. Ce réarrangement se traduit par une plus forte
pente de compressibilité et conduit au remplissage des interstices et donc à une densité relative plus
élevée. Si la taille de grains abrasifs est plus faible, la poudre étant déjà très cohésive, la
compressibilité ne varie pas. Le diamètre des grains abrasifs et de la fritte de verre étant très proches,
les interstices laissés libres par l’empilement des grains abrasifs ne peuvent être comblés de façon
efficace par la fritte de verre, d’où cette faible augmentation de la densité relative atteinte au final.
Le glucose a un rôle similaire quelle que soit la granulométrie : il augmente la densité relative
finale et augmente la compressibilité du mélange de poudres. L’ajout de glucose au mélange de
poudres provoque une « granulation » d’autant plus marquée que la poudre est fine. Le glucose, qui est
sous forme liquide, donne une cohésivité encore plus grande à la poudre. Cet additif a principalement
un rôle de lubrifiant lors de la compaction. Il permet aux particules de mieux glisser les unes par
rapport aux autres et ainsi augmente la compressibilité de la poudre. On obtient alors un empilement
plus compact grâce au glucose. On peut également noter que le glucose a un effet plus marqué sur la
compaction des plus petits grains abrasifs bien que le volume de glucose entre les grains soit plus
faible (ajout d’un même pourcentage massique de glucose au mélange).
Enfin, regardons brièvement l’influence du diamètre médian sur la compaction des poudres avant
une discussion plus approfondie dans la partie suivante. De manière générale, la compressibilité de la
poudre est plus importante si la taille de grains est faible alors que l’empilement le plus compact est
obtenu avec la taille de grains élevée. Ce résultat s’explique par le fait qu’une poudre de forte
granulométrie est peu cohésive et dès le remplissage d’un moule, l’empilement est très compact. La
compressibilité de la poudre est faible. Si la poudre est plus fine, sa cohésivité se traduit par une plus
forte possibilité de réarrangement, sous une pression permettant de dépasser les forces
interparticulaires. Un empilement plus compact peut être obtenu avec des tailles de grains plus
élevées, ce qui est un résultat conforme à la littérature.
1.3.2. Influence du diamètre médian
Pour bien évaluer l’influence de la granulométrie sur les propriétés de compaction des poudres, il
faut s’intéresser à la Figure 3-9. Elle représente les courbes de compaction pour une large gamme de
grains dont les caractéristiques ont été présentées précédemment. Ces essais de compaction ont été
réalisés sur le mélange grains abrasifs, fritte de verre et glucose. De manière générale, on observe que
l’empilement est plus compact pour les diamètres médians élevés et que la compressibilité est plus
élevée pour les faibles diamètres médians. L’augmentation de compressibilité est très marquée pour
l’échantillon F1000. Les courbes de compaction des échantillons F600 et F800 sont identiques. La
limite entre les deux stades de compaction semble disparaître lorsque la taille de grains diminue.
Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf
© [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés
93