C OMPARAISON DES MÉLANGES A ET B

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

0 20 40 60 80 100 120 140

Température fourreau (°C)

Puissance (kW)

0 50 100 150 200 250 300

0 20 40 60 80 100 120 140

Température fourreau (°C)

SME (kW.h/t)

Figure II.106 : Evolution de la puissance en fonction de la température de régulation du

fourreau

Figure II.107 : Evolution de l’énergie spécifique en fonction de la température de régulation du

fourreau

II.3.4.5.Conclusion

L’étude de l’influence de la température de régulation du fourreau nous a permis de mettre en avant les conclusions suivantes : la régulation du fourreau a une faible influence sur le débit, en effet ce dernier varie entre 11.6 et 14.2 kg/h quand la température de régulation du fourreau passe de 20° à 120°C. Nous observons une diminution de la perte de charge en filière et une augmentation dans la zone de pompage de la vis, avec l’augmentation de la température de régulation. La température de sortie augmente linéairement avec la température de régulation, la matière s’échauffe de 60°C quand la régulation augmente de 100 °C. Enfin, le débit étant quasiment constant, la courbe de la SME est identique à celle de la puissance et diminue avec l’augmentation de la température, de 1 kW pour 100 °C.

0 5 10 15 20 25 30

10 25 40 60

Vitesse de rotation de la vis (tr/min) Débit (kg/h)

mélange A mélange B

Figure II.108 : Comparaison du débit entre le mélange A et le mélange B

II.4.2. La température

La comparaison des températures en sortie de filière est montrée sur la Figure II.109 pour chaque vitesse de rotation de la vis. Les différences que l’on pourrait noter entre les mélanges A et B sont inférieures à l’incertitude de la mesure (5%). Nous considérons donc qu’il n’y a pas de différence entre les deux mélanges, ou que celle-ci n’est pas significative.

40 60 80 100 120

10 25 40 60

Vitesse de rotation de la vis (tr/min)

Température (°C)

mélange A mélange B

Figure II.109 : Comparaison des températures en sortie de filière

II.4.3. Les pressions

La Figure II.110 représente les valeurs de pression le long de la vis à la vitesse de 10 tr/min.

Les valeurs de la pression obtenues pour le mélange B sont très proches de celles du mélange A.

Nous pouvons en conclure que le glissement du mélange est très limité à cette vitesse. Nous présentons ensuite la même comparaison, mais à forte vitesse de rotation de la vis : 60 tr/min (Figure II.111). Celle-ci pourrait provoquer l’existence du glissement à la paroi du fait de l’augmentation du taux de cisaillement. Cependant, ici encore, les valeurs de pressions sont très proches. Les débits et les températures étant identiques pour les deux mélanges, seul un

phénomène externe, comme le glissement, aurait pu faire apparaître une différence sur les valeurs de pression. Or il n’en est rien : nous ne mettons pas en évidence de glissement important dans l’extrudeuse.

Nous pouvons expliquer cela par l’évaluation de l’ordre de grandeur du cisaillement dans la vis. L’ordre de grandeur de ce dernier nous est donné par le rapport de la vitesse et de la profondeur du chenal, soit environ 4s^-1 à 10tr/min et 23s^-1 à 60tr/min pour la vis MZS. Or, pour des taux de cisaillement de cet ordre, nous nous trouvons quel que soit le mélange en branche I.

Les vitesses de glissement y sont faibles, de l’ordre du mm/s, ce qui explique que nous n’observons pas de différences flagrantes entre les deux mélanges dans l’extrudeuse.

0 50 100 150 200 250 300 350

0 255 385 570 750 930

Longueur de la vis (mm) (vis 10 tr/min)

Pression (bar)

mélange A mélange B

0 50 100 150 200 250 300 350

0 255 385 570 750 930

Longueur de la vis (mm) (vis 60 tr/min)

Pression (bar)

mélange A mélange B

Figure II.110 : Comparaison des valeurs de pression entre les mélanges A et B (10 tr/min)

Figure II.111 : Comparaison des valeurs de pression les mélanges A et B (60 tr/min)

II.4.4. La puissance et l’énergie spécifique

0 1 2 3 4 5 6

10 25 40 60

Vitesse de rotation de la vis (tr/min)

Puissance (kW)

mélange A mélange B

0 50 100 150 200 250 300

10 25 40 60

Vitesse de rotation de la vis (tr/min)

SME (kW.h/t)

mélange A mélange B

Figure II.112 : Comparaison de la puissance en fonction de la vitesse de la vis

Figure II.113 : Comparaison de l’énergie spécifique en fonction de la vitesse de la vis

La Figure II.112 représente les valeurs de la puissance des mélanges A et B. La puissance nécessaire pour le mélange A est un peu supérieure à celle du mélange B. La puissance est calculée à partir de la mesure du couple. Ces valeurs de couple font apparaître des différences de l’ordre de 12% suivant les mélanges. Cette différence se transmet aux résultats de puissance, mais une différence si faible ne nous permet pas de conclure à une différence de comportement globale.

La Figure II.113 représente la comparaison d’énergie spécifique en fonction de la vitesse de la vis. La SME plus faible pour le mélange B que pour le mélange A tend à diminuer l’échauffement. Ce phénomène est cohérent avec les températures mesurées, même si nous avons constaté que les différences sont inférieures à l’incertitude de la mesure. Les valeurs de SME ne font que traduire les différences des valeurs de puissance, puisque les débits sont constants.

II.4.5. Conclusion

La comparaison des mélanges A et B par l’étude de l’influence de la vitesse de rotation de la vis nous permet d’aboutir aux conclusions suivantes : le débit, la pression, la température en sortie de la filière semblent les mêmes pour les deux mélanges. Globalement, nous pouvons dire que les mélanges A et B donnent les mêmes résultats, alors que la caractérisation avec le rhéomètre capillaire nous avait montré une nette différence de comportement.

Comme nous venons de le mentionner nous nous trouvons dans ces conditions d’extrusion en branche I, où le glissement est limité. Si l’on avait réalisé le même type de comparaison sur les vis industrielles, nous aurions vraisemblablement trouvé le même type de résultats puisque, même à 90tr/min, le cisaillement en première approximation ne dépasse pas 40 s^-1.