{"id":5764,"date":"2022-07-18T17:19:17","date_gmt":"2022-07-18T15:19:17","guid":{"rendered":"https:\/\/mindev.mines-stetienne.fr\/lgf\/?page_id=5764"},"modified":"2022-07-18T17:19:17","modified_gmt":"2022-07-18T15:19:17","slug":"technologie-des-poudres","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.mines-stetienne.fr\/lgf\/projets-phares\/technologie-des-poudres\/","title":{"rendered":"Technologie des poudres"},"content":{"rendered":"
[vc_row][vc_column][vc_column_text]Le Laboratoire Georges Friedel est sp\u00e9cialis\u00e9 depuis de nombreuses ann\u00e9es dans l\u2019\u00e9tude des poudres et des milieux granulaires, en particulier dans l\u2019\u00e9tude de leur comportement lorsqu\u2019ils sont sollicit\u00e9s d\u2019un point de vue thermique, chimique ou m\u00e9canique.
\nCes sollicitations, qu\u2019elles soient volontaires ou subies, posent un certain nombre de questions scientifiques et technologiques, dans de nombreux secteurs d\u2019activit\u00e9 tels que l\u2019industrie pharmaceutique, cosm\u00e9tique et chimique, le g\u00e9nie civil, la m\u00e9tallurgie, la m\u00e9canique des sols et des roches, le secteur agroalimentaire et m\u00eame l\u2019industrie nucl\u00e9aire et l\u2019industrie a\u00e9ronautique.
\nAfin de r\u00e9pondre \u00e0 ces questions, le LGF a d\u00e9velopp\u00e9 des comp\u00e9tences pour mod\u00e9liser les \u00e9tapes \u00e9l\u00e9mentaires lorsqu\u2019une poudre r\u00e9agit avec un gaz (\u00e9quipe SURF), et pour d\u00e9crire les \u00e9coulements granulaires propres aux g\u00e9om\u00e9tries de diff\u00e9rentes op\u00e9rations unitaires (\u00e9quipe PMDM).
\nDans le but de comprendre et de pr\u00e9dire les synergies existantes entre ces diff\u00e9rentes sollicitations, nous ambitionnons de d\u00e9velopper d\u2019une part une approche exp\u00e9rimentale \u00e0 l\u2019aide de pilotes instrument\u00e9s et d\u2019outils de caract\u00e9risation des milieux granulaires, et d\u2019autre part une approche de mod\u00e9lisation globale couplant les diff\u00e9rents ph\u00e9nom\u00e8nes mis en jeu.<\/p>\n

Parmi les proc\u00e9d\u00e9s de transformations de poudres en contact avec un gaz, le four tournant pr\u00e9sente l\u2019avantage de contr\u00f4ler \u00e0 la fois la temp\u00e9rature et la pression partielle des gaz dans l\u2019environnement de la poudre, tout en permettant le m\u00e9lange continu et r\u00e9gulier de la poudre. Cette technologie permet d\u2019obtenir une temp\u00e9rature uniforme et d\u2019optimiser le contact gaz-solide, produisant ainsi un produit homog\u00e8ne, en r\u00e9duisant les dur\u00e9es de traitement et en augmentant le taux de production. Ce type de four est utilis\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9chelle industrielle, par exemple pour la production de combustible nucl\u00e9aire, la conversion du clinker ou la d\u00e9composition thermique de la sid\u00e9rite.
\nLe traitement de poudres en four tournant met en \u0153uvre des ph\u00e9nom\u00e8nes chimiques, thermiques et m\u00e9caniques qui se caract\u00e9risent par une grande diversit\u00e9 d\u2019\u00e9chelles spatiales et temporelles dont la simulation est rendue d\u00e9licate par la n\u00e9cessit\u00e9 de concilier consistance du mod\u00e8le et temps de calcul.<\/p>\n

D\u2019un point de vue exp\u00e9rimental, et en lien avec la plateforme \u00ab\u00a0technologie des poudres\u00a0\u00bb, une maquette froide a \u00e9t\u00e9 con\u00e7ue, r\u00e9alis\u00e9e et instrument\u00e9e par les ateliers support de l’UMR (atelier m\u00e9canique et atelier m\u00e9trologie) et la halle technologique Proc\u00e9d\u00e9s (conception et construction de prototypes). Cette maquette permet d\u2019observer le mouvement de la charge granulaire dans un tambour tournant \u00e0 temp\u00e9rature ambiante. Un syst\u00e8me d\u2019introduction de gaz permet \u00e9galement d\u2019\u00e9tudier l\u2019influence de la pr\u00e9sence de vapeur d\u2019eau.<\/p>\n[\/vc_column_text][vc_column_text css_animation=”fadeIn” css=”.vc_custom_1658218774438{margin-top: 20px !important;margin-bottom: 20px !important;}”]\n

\"\"<\/p>\n
Maquette du tambour tournant<\/em><\/figcaption>\n<\/figure>\n[\/vc_column_text][vc_column_text]Un four tournant \u00e0 atmosph\u00e8re contr\u00f4l\u00e9e pouvant fonctionner jusqu’\u00e0 1450\u00b0C est en cours d\u2019acquisition. Ce four sera instrument\u00e9 de mani\u00e8re \u00e0 suivre au mieux les \u00e9volutions des grandeurs en lien avec la r\u00e9action chimique, les transferts thermiques et le mouvement du milieu granulaire.<\/p>\n

Parall\u00e8lement \u00e0 ces d\u00e9veloppements exp\u00e9rimentaux, nous travaillons \u00e0 la mod\u00e9lisation et \u00e0 la simulation du comportement du milieu granulaire dans le four tournant. Des mod\u00e8les analytiques et des codes num\u00e9riques sont ainsi en cours de d\u00e9veloppement \u00e0 diff\u00e9rentes \u00e9chelles spatiales et temporelles, avec l\u2019objectif final de r\u00e9aliser un code num\u00e9rique permettant de mod\u00e9liser la transformation physico-chimique d\u2019un solide divis\u00e9 en \u00e9coulement dans un fluide r\u00e9actif au sein du four tournant.<\/p>\n[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]\n