1 - BASES DU PROCÉDÉ DE CALANDRAGE

• 1.1 - Description du procédé
  Figure 1 - Principe du calandrage à quatre cylindres
• 1.2 - Lignes de calandrage standard
• 1.3 - Lignes de calandrage à 2 cylindres
• 1.4 - Problèmes du calandrage
  Figure 2 - Principaux défauts rencontrés en calandrage

2 - DESCRIPTION DES LIGNES DE CALANDRAGE PVC

• 2.1 - Formulation
• 2.2 - Préparation des mélanges
  Figure 5 - Schéma d’un mélangeur rapide
• 2.3 - Gélification
  Figure 6 - Rhéologie du PVC Figure 7 - Mélangeurs continus
• 2.4 - Homogénéisation
• 2.5 - Alimentation
• 2.6 - Calandrage
  Figure 8 - Vue éclatée d’un cylindre de calandrage Figure 9 - Paliers à double rangée de rouleaux coniques pour cylindres de calandrage Figure 10 - Dispositif de roll bending Figure 11 - Dispositif de biaisage Tableau 1
• 2.7 - Dispositif d’extraction et d’étirage du film ou de la feuille
  Figure 12 - Dispositif d’extraction de la calandre
• 2.8 - Dispositif de grainage
  Figure 13 - Dispositif de grainage

3 - RÉGLAGES ET CONTRÔLES DE LA CALANDRE

• 3.1 - Paramètres de calandrage
• 3.2 - Schéma de calcul de la déformation et du profil de la feuille
  Figure 14 - Grandeurs intervenant dans le calcul de la déformation des cylindres
• 3.3 - Contrôle de l’épaisseur, de la planéité, de la rectitude
• 3.4 - Contrôle du retrait
  Figure 15 - Extraction du film et retrait

4 - MODÉLISATION DU PROCÉDÉ

• 4.1 - Ce que l’on peut attendre de la modélisation
• 4.2 - Modélisation et rhéologie
• 4.3 - Cinématique du calandrage
  Figure 16 - Vue d’un demi-bourrelet de calandrage (d’après [4]) Figure 17 - Analyse qualitative de l’écoulement du polymère dans l’entrefer entre les cylindres de la calandre Figure 18 - Schématisation de l’écoulement entre les cylindres de la calandre et de la distribution de pression dans le cas d’une friction non nulle
• 4.4 - Modèle newtonien isotherme basé sur les approximations de la lubrification hydrodynamique
  Figure 19 - Évolution de la reprise d’épaisseur avec la hauteur du bourrelet Figure 20 - Évolution de la courbe de pression pour plusieurs valeurs de l’épaisseur du bourrelet
• 4.5 - Modèles newtoniens isothermes plus généraux
  Figure 21 - Calcul bidimensionnel de l’écoulement entre les cylindres de la calandre. Visualisation des lignes de courant Figure 22 - Visualisation expérimentale de l’écoulement du polymère dans une tranche du bourrelet Figure 23 - Évolution de la pression sur l’axe de symétrie Figure 24 - Calcul 3D de l’écoulement dans le bourrelet de calandrage [11] Figure 25 - Schématisation de l’écoulement entre les cylindres de la calandre avec glissement Figure 26 - Influence du taux de cisaillement critique sur la distribution de pression dans l’entrefer de la calandre Figure 27 - Pic de pression dans l’entrefer
• 4.6 - Modèle pseudoplastique isotherme basé sur les approximations de la lubrification hydrodynamique
  Figure 28 - Courbe de viscosité du PVC en fonction du taux de cisaillement à différentes températures et lissage par la loi puissance de viscosité Figure 29 - Évolution de la reprise d’épaisseur avec m pour les bourrelets de forte épaisseur Figure 30 - Évolution de la courbe de pression entre les cylindres de la calandre avec l’indice m de la loi puissance de viscosité Figure 31 - Évolution de la pression maximale, de la force d’écartement et du couple résistant avec l’indice m de la loi puissance (même données qu’à la figure 30) Figure 32 - Force de séparation entre les rouleaux de la calandre (R = 200 mm, W = 550 mm, h0 = 0,75 mm) Tableau 2
• 4.7 - Phénomènes thermiques
  Figure 33 - Méthode de tranche en calandrage Figure 34 - Évolution de la température moyenne du polymère le long du contact entre les cylindres pour différentes vitesses de rotation des cylindres Figure 35 - Évolution de la pression dans l’entrefer ; comparaison entre le résultat des modèles pseudoplastiques isotherme et non isotherme Figure 36 - Évolution schématique du profil de température entre les cylindres de la calandre (d’après [25])

5 - MODÉLISATION ET CONTRÔLE DU PROCÉDÉ

• 5.1 - Confrontation à l’expérience
  Figure 37 - Comparaison entre des mesures de force sur une calandre de laboratoire (diamètre 150 mm) et les calculs effectués avec un modèle pseudoplastique isotherme et un modèle preudoplastique thermodépendant (d’après [27]) Figure 38 - Comparaison puissance mesurée sur une calandre industrielle (diamètre 550 mm) et puissance calculée avec des modèles pseudoplastiques isotherme et non isotherme (d’après [27])
• 5.2 - Sensibilité des efforts de calandrage aux paramètres de réglage de la calandre
  Figure 39 - Influence de la loi de comportement sur les évolutions de la force et du couple de calandrage
• 5.3 - Compréhension de l’origine des défauts de calandrage
  Figure 40 - Conditions d’apparition du défaut de mattage : expériences sur une calandre de laboratoire et détermination d’une contrainte de cisaillement critique Figure 41 - Conditions d’apparition du défaut de fusées : mesure de la densité de fusées en fonction de la vitesse des cylindres et de l’entrefer et détermination d’une frontière entre conditions de calandrage acceptables et inacceptables, et confrontation de cette frontière expérimentale au calcul de la pression maximale Figure 42 - Coupe du bourrelet à des pressions croissantes mettant en évidence la disparition des bulles d’air dans le bourrelet Figure 43 - Évolution de la rugosité de la feuille au niveau d’un chevron Figure 44 - Corrélation entre l’apparition du défaut de chevrons et la visualisation latérale de l’évolution des recirculations dans le bourrelet dans des coupes successives

6 - EXTRUSION – CALANDRAGE

• 6.1 - Présentation
• 6.2 - Modélisation du procédé
  Figure 45 - Schématisation 2D de l’opération de calandrage de finition Figure 46 - Champ de pression dans l’entrefer de la calandre (en MPa, de 0 (bleu) à 0,46 (rouge)) Figure 47 - Champ de température entre les cylindres (de 66 °C (bleu) à 220 °C (rouge)) Figure 48 - Profil de température dans l’épaisseur du film à la sortie du contact pour deux vitesses de ligne différentes

7 - CONCLUSION

8 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES