2.2 Résultats expérimentaux
2.2.3 Régularité
La fabrication des fils ainsi que la nature de la fibre les rend irréguliers. En effet, on retrouve sur la longueur la présence de grosseurs et de finesses. Ces défauts ont un fort impact sur le comportement du fil. La présence de ces défauts favorise la création des zones de fragilité qui peuvent se rompre prématurément [9]. D’où l’importance de la mesure de la régularité. Elle peut être réalisée directement à l’aide d’un Régularimètre qui permet d’étudier la variation de la masse par unité de longueur. Les mesures ici ont été réalisées à l’aide d’un appareil USTER. Il est doté d’un capteur de type capacitif permettant l’évaluation des variations de masse du matériau qui passe en continu à travers les deux plaques de condensateur [25]. Plusieurs tests sont possibles par le biais de cet appareil et plusieurs types de produits peuvent être testés, du ruban cardé au fil peigné. La durée du contrôle est choisie selon le type de matière et les normes. Pour notre matière, le test a été réalisé avec une vitesse de 25 m.min-1 pour une durée de 5 min.
Irrégularité
L’irrégularité représente l’inégalité de la distribution des fibres et par conséquent des masses dans le fil. La présence de fibres courtes ainsi que la parallélisation des fibres durant la filature ont un rôle important pour le contrôle de la régularité [26]. Elle est
mesurée en irrégularité linéaire notée U% avec un coefficient de variation CV%. La valeur est calculée statistiquement en prenant en compte la variation linéaire de la distribution de la masse.
Pilosité
La pilosité du fil est définie comme la quantité totale de fibres et boucles sortant du fil et qu’on appelle poils. En effet, des fibres, comme observé dans l’exemple de la Figure 2-6, s’échappent de la structure fibreuse sous l’effet de la torsion et un désalignement des fibres [27]. Les caractéristiques des fibres, telles que la finesse et la longueur, influencent la pilosité du fil. Ce paramètre peut être contrôlé lors de la filature en jouant sur des réglages tels que le cardage et le peignage des fibres, des prétraitements chimiques, le facteur de torsion et sa tension sur le métier, le taux d’humidité, etc [26,28].
Ce phénomène peut être gênant lors du passage au métier à tisser mais cette pilosité est utile pour des produits qui nécessitent, par exemple, une isolation thermique ou une douceur au toucher. La mesure de la pilosité avec l’USTER, noté H, présente la longueur totale des fibres surfaciques sur une longueur d’un centimètre de fil [9].
Figure 2-6: Image microscopique de la structure d'un fil issu de la filature classique [26] En plus de ces analyses, des défauts sur le fil tels que les finesses, les grosseurs et les boutons sont étudiés sur une moyenne de 120 m. L’étirage est souvent à l’origine de la présence de ces défauts, surtout au niveau de la machine à filer.
Finesse
La finesse est définie par une section de fil très inférieure à sa section normale. La valeur est conventionnellement définie à -50%.
Grosseur
A l’inverse de la finesse, la grosseur sur un fil est définie par une augmentation de la section normale du fil de 50%.
Boutons
Les boutons, appelés aussi neps, représentent le nombre « grosseurs » dans un fil. Ils sont souvent causés par le cardage et ils s’accentuent avec la finesse de la fibre. La mesure est faite en se basant sur la section normale du fil. Les valeurs de section de fils dépassant 200% à la normale sont considérées comme des neps.
Les résultats de ce test sont représentés au Tableau 2-2 pour les trois fils concernés. L’Uster permet un suivi réel du test ainsi que la variation de la masse par rapport à une moyenne. Ce suivi est donné dans les diagrammes des Figure 2-7, Figure 2-8 et Figure 2-9. Cette distribution permet d’identifier les défauts. Les résultats des coefficients d’irrégularité U% et de variation CV% montrent une grande variabilité des résultats et plus particulièrement pour le fil étoupe Y2 avec des valeurs atteignant 24% et 30% pour respectivement U% et CV%. Cette irrégularité est très visible dans la Figure 2-8, plus particulièrement dans le diagramme de variation de masse. A l’opposé, le fil long brin Y1 présente une meilleure régularité. A titre égal, cette différence peut être expliquée par le fait que les fibres sont plus longues avec un meilleur alignement pour les fils Y1 et Y3. Quant au fil étoupe Y2, il possède des fibres plus courtes qui accentuent la présence de défauts. Ces fibres sont difficiles à manipuler et peuvent être mal-alignées et s’entasser par zone pendant la filature. Ainsi, le fil avec le quota le plus important de fibres courtes, le fil étoupe Y2, présente une plus grande variation massique au sein de la structure fibreuse. Un autre coefficient à prendre en compte est le rapport entre CV% et U%. En effet, ces coefficients sont liés par un rapport CV
U qui fournit des informations complémentaires sur la
répartition des fibres dans la structure. Si le coefficient est égal à une valeur limite de 1,25 ( √𝜋
2 ), la répartition des fibres suit une loi normale gaussienne. Dans le cas où il est
inférieur à cette valeur, la distribution des fibres est symétrique avec des variations périodiques très importantes. Finalement, si le coefficient est supérieur à 1,25, la répartition des fibres est asymétrique avec la présence de variations aléatoires et des défauts périodiques [9]. D’après le Tableau 2-2, tous les fils dépassent le coefficient de 1,25 et par conséquent possèdent une distribution asymétrique et aléatoires en plus de la présence de défauts périodiques. Le fil Y2 se rapproche le plus de la distribution gaussiennne.
De même, les défauts tels que les finesses et les grosseurs sont nettement plus présents dans le fil étoupe Y2. Les valeurs mesurées dans le Tableau 2-2 représentent le nombre de fois où le fil dépasse le seuil limite défini préalablement. Ces résultats viennent confirmer les conclusions retrouvées pour les coefficients d’irrégularité. En revanche, les neps sont plus importants avec les fils Y1 et Y3. Ceci peut être expliqué par un facteur de torsion plus faible par rapport à celui du fil Y2. Par conséquent, cette structure moins compacte peut augmenter la possibilité d’avoir des défauts plus locaux et plus importants tels que ces boutons présents sur le fil car les fibres sont moins retenues dans la structure. En outre, le paramètre H indique que la pilosité est plus élevée pour le fil de fibres plus courtes, le fil étoupe Y2. Il est établi que la qualité de la fibre est un facteur prédominant sur les propriétés structurelles du fil.
Tableau 2-2. Irrégularité des fils
Echantillons U% CV% coefficient CV U Finesses -50% Grosseurs +50% Neps + 200% H Y1-LB 9,5 16,8 21,8 1,29 > 1,25 168 456 1704 3,8 Y2-E 9,5 23,8 30,1 1,26 > 1,25 2200 1272 824 5,6 Y3- ROV1050 18,1 23,3 1.29 > 1,25 368 624 1216 3,6
Figure 2-7: Diagrammes de masse et de pilosité pour le fil Y1-LB9.5
Figure 2-9: Diagrammes de masse et de pilosité pour le fil Y3-ROV1050