Comportement au séchage des céramiques crues : caractérisation expérimentale et modélisation numérique

Discipline

Matériaux céramiques et traitements de surface

Classification

Physique,

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Céramique crue, Méthode optique, Distribution d’eau, Propriétés physiques, Modèle numérique, MEBE

Mots-clés

Matériaux céramiques - Séchage,

Alumine,

Kaolin,

Imagerie par résonance magnétique,

Microscopie électronique à balayage

Cette thèse s’inscrit dans un objectif à long terme de contrôle et de pilotage en temps réel du séchage des produits céramiques. Pour cela, cette étude se décompose en deux volets. Une première partie expérimentale qui porte sur la détermination en temps réel des paramètres de séchage (température de l’échantillon, teneur en eau et variations dimensionnelles par méthode optique). Une seconde partie, quant à elle, consiste à étudier l’évolution des propriétés physiques des matériaux pendant le séchage pour ensuite construire un modèle numérique macroscopique qui utilise ces données expérimentales. Deux matériaux céramiques ont été choisis pour cette étude : une alumine et une argile kaolinitique. L’alumine a été choisie pour son utilisation fréquente dans les céramiques techniques et le kaolin dans les céramiques traditionnelles. La partie expérimentale de cette étude a permis de déterminer le comportement macroscopique au séchage des deux matériaux ainsi que d’évaluer la dépendance des propriétés physiques (en particulier le coefficient de diffusion et la conductivité thermique) avec la teneur en eau. De plus, une étude à une échelle plus petite par RMN et microscopique par MEB environnemental a permis de mettre en relation l’évolution des propriétés physiques avec la localisation de l’eau au sein du matériau pendant le séchage. Puis, à partir de l’évaluation de nombreuses situations de séchage, les prédictions numériques se sont avérées être en bon accord avec les résultats expérimentaux. Pour conclure, ce modèle représente un bon moyen pour contrôler l’étape de séchage.