Logiciel pour l’utilisation de COMAlaXeurs de type BUSS – LUCOMAX

L’extrudeuse monovis est de loin l'équipement continu le plus répandu dans l’industrie de transformation des polymères, utilisée pour fabriquer des produits finis ou des semi-produits. Parmi les techniques dérivées, le co-malaxeur de type Buss a la particularité d’un fourreau muni d’ergots sur sa face interne et d'une vis dont le filet est interrompu de place en place pour laisser passer les ergots du fourreau, dans un double mouvement de rotation et de va-et-vient longitudinal. Ces mouvements coordonnés provoquent des écoulements complexes permettant un mélange et une homogénéisation efficaces de la matière. Ce système, très adapté aux matériaux thermosensibles et aux compounds fortement chargés est principalement utilisé pour préparer des mélanges chargés (charges minérales, fibres de verre...) ou pour gélifier des compounds PVC.
Les produits issus de compounds de nouvelle génération doivent répondre à un cahier des charge de durabilité, d'esthétique, de sécurité, d'entretien mais également assurer des propriétés élargies : ignifuge, hygiène, bactériostatique, antistatique. Les formulations sont de plus en plus complexes et les délais de mise au point raccourcissent. Malgré ceci, les équipements co-malaxeurs de type Buss sont considérés par tous les praticiens comme des boites noires. Les effets des conditions d'écoulement (liés à la géométrie, à la cinématique) sur les matériaux, leur plastification et le mélange sont très difficiles à appréhender.
Il est aujourd'hui acquis que la simulation numérique est l'outil de progrès en mesure de répondre aux questions de compréhension, maîtrise et optimisation des procédés industriels.
Pour être prédictive, la simulation numérique doit intégrer des modèles pour décrire l'écoulement de la matière et pour décrire les transformations de celle-ci. Cette deuxième composante, avant d'être écrite mathématiquement, doit être étudiée et caractérisée. Sur la base de cette démarche, LUCOMAX doit aboutir à maîtriser tous les différents phénomènes intervenant dans un co-malaxeur, et à mettre en place un outil de simulation, pérennisant la connaissance acquise, dont l'analyse de valeur sera faite par les utilisateurs finaux. Pour atteindre ces objectifs, le projet LUCOMAX
- regroupe trois sociétés industrielles dans le domaine des revêtements de sols (Gerflor), de la câblerie (Acome), de la chimie (Arkema), une société éditrice de logiciels (SCC), et deux laboratoires spécialisés dans l’étude des matériaux (Ingénierie des Matériaux Polymères) et la simulation des procédés (CEMEF).
- est organisé en 4 tâches techniques et une tâche de management du projet.
La tâche 1 est dédiée à l’étude de la phénoménologie des écoulements dans un co-malaxeur de type Buss et à la caractérisation des matériaux. Elle définira des variables objectives mesurables capables de lier le procédé à la qualité produit;
La tâche 2 met en place un modèle mécanique d'approche globale permettant la simulation des écoulements, la quantification des variables objectives définies dans le premier volet;
L'intégration de ce modèle dans une plate forme logicielle existante accessible aux utilisateurs industriels constitue la tâche 3. La plate-forme logicielle sélectionnée est celle du logiciel Ludovic® (simulant les écoulements dans une extrudeuse bi-vis corotatives) car le modèle mécanique d'approche globale sera proche de celui de Ludovic® et parce que les problématiques industrielles pour ces équipements sont semblables;
La tâche 4, menée par les industriels, met en place des configurations de validation et analyse les progrès apportés par les volets précédents en regard aux pratiques industrielles.
Dans la tâche 5, il s'agit de coordonner administrativement et techniquement le projet afin de créer les meilleures conditions de travail. Trois points particuliers seront en valeur :
-la gestion du projet conformément au programme de travail
-l'édition des rapports d'avancement
-la communication interne et externe au partenariat.