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Soutenances

12 décembre : thèse Deka Moussa Ragueh (Dir. M. Meireles)

Filtration de silices précipitées : mise en évidence des relations entre propriétés macroscopiques et échelles locales dans les dépôts

La soutenance aura lieu le lundi 12 décembre, 10h00, amphithéâtre Schwartz (bâtiment 1R3 de l’Institut de Mathématiques à l’université Paul Sabatier)

Résumé :
Le procédé de fabrication de la silice précipitée, destinée au renforcement d’élastomères inclut une étape de filtration qui permet de récupérer dans la dispersion issue de la synthèse, des agglomérats, puis d’éliminer les sels et les impuretés par une procédure de lavage avant un séchage et une mise en forme.
Cette étude a pour but de corréler l’organisation multi-échelle des agglomérats de silices précipitées avec les propriétés mécaniques et hydrodynamiques des dépôts formés en filtration avec ou sans élimination des sels ou impuretés.
Des silices issues de différentes synthèses industrielles sont étudiées par des techniques de diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS). Ces investigations nous permettent de quantifier plusieurs échelles d’organisation dans les agglomérats : celle des particules primaires et celle d’agrégats composés de particules primaires consolidées. Deux modélisations de l’organisation multi- échelle sont discutées : l’une de type poupées gigogne, l’autre de type collier de perles.
Les propriétés structurelles, mécaniques et hydrodynamiques des dépôts de filtration obtenus pour différentes pressions à partir de ces silices font l’objet d’investigations menées par des expériences de diffusion aux petits angles, de compression osmotique, de filtration et de lavage. De ces travaux, il ressort que pour chaque système, deux grandeurs : le diamètre maximum des agrégats et le seuil de percolation correspondant à la formation d’un réseau mécaniquement résistant, se corrèlent parfaitement avec la perméabilité hydraulique des dépôts obtenus par filtration. Nous montrons par ailleurs que l’on parvient à un niveau correct de prédiction de la vitesse de filtration par un modèle de Brinkman. Enfin, il apparaît que l’élimination des sels ou impuretés réalisée lors de la procédure de lavage des dépôts ne modifie ni l’organisation locale dans les dépôts, ni la perméabilité hydraulique.

Mots-Clés : silice précipitée, filtration, perméabilité hydraulique, organisation multi-échelle, diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS), agrégat, modélisation

Jury :

  • Bernard CABANE, Directeur de recherche, CNRS, ESPCI, LPPMH, Paris (examinateur)
  • Pierre LEVITZ, Directeur de recherche, CNRS, UPMC, PECSA, Paris (rapporteur)
  • Martine MEIRELES, Directrice de recherche, CNRS, LGC, Toulouse (directrice de thèse)
  • Sylvaine NEVEU, Ingénieur R&D, RHODIA, Aubervilliers (examinateur)
  • Jacques PERSELLO, Professeur, UNS, LPMC, Nice (examinateur)
  • Frédéric PIGNON, Chargé de recherche, CNRS, LR, Grenoble (rapporteur)
  • Nicolas SANSON, Maître de conférence, UPMC, ESPCI, PPMD (examinateur)
  • Philippe SCHMITZ, Professeur, INSA, LISBP (examinateur)

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