Simulation numérique discrète de l’homogénéisation de poudres dans un mélangeur conique à vis

Résumé : Le mélange de poudres est une opération clé dans des nombreux procédés industriels ; en pharmacie, dans l’industrie agro-alimentaire ou encore nucléaire. La méthode des éléments discrets (DEM) (Cundall et Strack, 1979) peut simuler de tels procédés et ainsi aider à leur compréhension et leur optimisation. Cependant il reste d’importants enjeux quant à la calibration des paramètres DEM. Il est en effet difficile d’obtenir de bons accords avec l’expérience du fait du coup temporel de cette méthode associé à de fortes hypothèses de modélisation : entre autres le nombre réduit de grains ou leur forme sphérique. L’objectif de cette étude est d’établir une stratégie efficace de calibration des paramètres DEM au niveau du grain (élasticité, frottement, densité …). Le mélangeage à l’état dense est piloté par la rhéologie de la poudre. Ainsi, ayant effectué une caractérisation rhéologique macroscopique de la poudre à l’aide du rhéomètre FT4 de Freeman Technology, on peut calibrer les paramètres microscopique de la DEM par comparaisons successives avec des simulations de cette expérience. Les simulations DEM pouvant être très couteuses, il est essentiel d’investiguer au préalable le nombre minimal de grains qui vont être nécessaires pour modéliser effectivement un comportement poudre. De plus, la mise en place d’un algorithme d’Efficient Global Optimization (Ginsbourger, 2009) nous permet de choisir judicieusement les simulations à réaliser pour converger au plus vite vers les paramètres adéquats. Finalement, le modèle de poudre est utilisé pour simuler la dynamique du mélange de poudres dans un mélangeur industriel.
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Journée Scientifique du CODEGEPRA 2016, Nov 2016, Saint-Martin d'Hères, France. <http://pagora.grenoble-inp.fr/codegepra/le-codegepra-organise-sa-journee-scientifique-2016-846290.kjsp>
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Soumis le : lundi 15 mai 2017 - 12:51:33
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Xavier Bednarek, Sylvain Martin, Abibatou Ndiaye, Véronique Peres, Olivier Bonnefoy. Simulation numérique discrète de l’homogénéisation de poudres dans un mélangeur conique à vis. Journée Scientifique du CODEGEPRA 2016, Nov 2016, Saint-Martin d'Hères, France. <http://pagora.grenoble-inp.fr/codegepra/le-codegepra-organise-sa-journee-scientifique-2016-846290.kjsp>. <hal-01522675>

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