Effet de la vitesse de compression
La machine Instron est une véritable machine d’essais de compression qui impose avec rigueur une vitesse de compression de plusieurs mm/minutes. L’objectif principal de cette étude est de déterminer l’effet de la vitesse de compression sur l’évolution de la densité relative du milieu. L’Avicel 102 est soumis à une multitude essais avec une variation de compression allant de 5 mm/mn jusqu’à 15 mm/mn. Le graphe ci-dessous présente en clair la variation de la densité relative en fonction de la pression exercées sur le milieu pour variantes vitesses.
Figure : Variation de la densité relative en fonction des contraintes mécaniques
Au début de la phase de compression, l’effet du tassement domine, les particules ont tendance à combler le vide entre particules, cela se manifeste par un déplacement nulle du piston dans le milieu. Pour des faibles contraintes, la poudre ne se comporte pas de la même façon. Cela est dû au effet des réarrangement des particules non maîtrisé au cours de stockage de la poudre. Au fur à mesure que les contraintes mécaniques augmentent, la déformation élastique/plastique qui réside. Dans cette marge
de pression (fortes pressions), le comportement mécanique de la poudre est identique quel que soit la vitesse de compression, par conséquent la compression est indépendante de vitesse de la compression.
Le calcul des contraintes mécanique est assuré par la méthode de Janssen[], le dépouillement du résultats trouvés nous permet de tracer l’équation de Heckel de Kawakita et d’évaluer les paramètres de ces équations.
Tableau vitesse 5 8 10 15 A Heckel 4,2.10-2 4,2.10-2 4,8.10-2 4,4.10-2 B Heckel 0.37 0.37 0.41 0.37
Le paramètre A représente la compressibilité, c’est-à-dire, l’aptitude de la poudre à donner des comprimés ne dépend pas de la vitesse de compression, mais de la poudre elle même. La petite différence entre les paramètres en fonction de la vitesse est dû au comportement de la poudre. En effet le profil est linéaire à partir d’un point de densité. Le problème réside dans le calcul de ce seuil. Pour l’origine est le même cela peut se traduire que les conditions initiales sont les mêmes pour chaque essaie.
Taille des particules
Dans la littérature, il n y a pas des modèles adoptés qui tiennent en compte l’évolution de la densité relative en fonction de la taille des particules. Afin de pouvoir mettre en évidence cet effet, des mesures de calculs de la variation de la densité en fonction de la taille des particules sont déjà menées dans notre laboratoire. En premier temps la variation de la densité apparente en fonction de la taille des particules est croissante. Cela peut être expliqué par la variation de la cohésion en fonction de la taille des particules. Pour des faibles particules la cohésion est grande dans ce cas la densité apparente est grande.
En premier temps on s’intéressera à la variation de la densité en fonction de la taille des particules.
Pour des faibles contraintes, la variation de la densité en fonction de la taille est bien prouvée, cela peut démontrer par les conditions initiales en l’occurrence effet la densité relative initiale n’est pas la même pour les trois poudres. Au fur et à mesure que les contraintes augmentent les trois milieux se comportent de la même façon et le comportement est indépendant de la taille des particules.
Pour qui se suit on étudiera l’effet de la taille des particules sur la variation des paramètres de Heckel et Kawakita
Avicel 101 Avicel 102 Avicel 105
Taille de particules µm 50 100 20
A Heckel MPa-1 4,7.10-2 4,8.10-2 4,4.10-2
B Heckel 0.55 0.45 0.42
La pente de l’équation permet de calculer la valeur du paramètre de la compressibilité de la poudre . A l’examen des résultats, nous remarquons la constante de compressibilité reste intact en changeant la taille des particules. Par contre pour le paramètre B (origine de l’équation de Heckel) il dépend de la taille des particules. En effet, nous avons vu que ce paramètre dépend étroitement des conditions de remplissage
qui ne sont pas les même pour les trois types de poudre, en plus la densité relative initiale n’est pas aussi la même.
Dans ce suit, nous allons démontrer l’effet de la taille des particule sur les mesures de la conductivité thermique.
Figure : variation de la conductivité thermique apparente en fonction de la densité relative
A l’examen des résultats ci-dessus nous remarquons que la conductivité thermique apparente ne dépend pas de la taille des particules. Pour une porosité constante pour les trois milieux étudiés, quelque soit la taille initiale des particules, la conductivité thermique est identique. Ces résultats rejoignent la conclusion du chapitre 4 où nous avons démontré que pour des faibles contraintes mécaniques le transfert s’effectue à travers les pores. Cependant, nous avons démontré que pour des fortes contraintes (existence de zones de contacts) l’effet de la porosité est minimale, et le transfert thermique s’effectue à travers les zones de contact. Sur la figue ci-dessus, cette remarque n’est pas vérifié. En effet, cela est logique pour deux raisons : d’une part, la porosité initiale des trois milieux n’est pas la même, et d’autre part, les zones de contacts à la fin de la compression ne sont pas identiques.