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RÉSUMÉ
Lors de la filature, la transformation de fibres en fil, chaque machine produit un flux fibreux dont on doit caractériser la régularité massique et/ou volumique afin de l’optimiser. Cet article recense et décrit les principaux paramètres qui influencent la régularité des flux de fibres. Cela concerne différentes étapes de la filature à partir des bancs d’étirage jusqu’à la machine de filature proprement dite (continu à filer, open-end, jet d’air…) en passant éventuellement par des peigneuses, un banc à broches ou un frotteur. Ces paramètres proviennent des caractéristiques des fibres entrantes dans la filature et du procédé complet (les types et nombres de machines et leurs réglages).
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Lire l’articleAuteur(s)
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Olivier DEMANGEAT : Ingénieur École Nationale Supérieure d’Ingénieurs Sud-Alsace, ancien employé de N. Schlumberger, Guebwiller, France
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Marie-Ange BUENO : Professeure des Universités - Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles, École Nationale Supérieure d’Ingénieurs Sud-Alsace, Université de Haute-Alsace, Mulhouse, France
INTRODUCTION
Lors de la filature, la transformation de fibres en fil, chaque machine produit des flux fibreux dont la régularité massique et/ou volumique est primordiale pour la qualité finale du fil. Les paramètres influençant cette régularité doivent donc être identifiés puis contrôlés en vue d’optimiser la régularité du fil produit.
Les fibres sont des éléments discontinus, car de longueur finie, à partir desquels l’objectif est d’obtenir un flux continu et régulier, en termes de nombre de fibres à la section. Nous verrons dans cet article que le flux fibreux n’est en réalité pas transporté de façon continue mais par paquets de fibres, appelés « grappes ». Aussi, la régularité du flux dépend de la taille de ces grappes, qui doit être la plus réduite possible, et de la position de ces grappes les unes par rapport aux autres. La théorie des grappes sera donc exposée, ainsi que les paramètres qui l’influencent. Il s’agit de paramètres dépendant soit des fibres travaillées, à savoir la distribution en finesse et en longueur des fibres, ou des machines utilisées, comme leur résolution (dépendant du type de revêtement des cylindres étireurs). Les modèles établis par Martindale, Monfort et Huberty, qui formalisent le rôle exercé par les paramètres énumérés ci-dessus sur la régularité du fil, seront présentés, ainsi que la régularité limite liée à la filabilité. Par ailleurs, l’impact du nombre d’inversions du sens du flux de fibres, directement lié au nombre de machines utilisées dans le processus de filature, sur la régularité des flux fibreux obtenus, sera également expliqué.
Il est à noter que la régularité d’un fil dépend également d’autres paramètres qui ne seront pas pris en compte dans cet article. En effet, la loi des doublages (elle-même dépendante du plan de marche des machines, à savoir du nombre de passages, du doublage de chacune d’entre elles, des étirages) ne sera pas traitée du fait de sa limite pratique et économique. Ne seront également pas considérés le choix des machines (caractéristiques et état de marche des machines), les conditions de température et d’hygrométrie, les ensimages naturels (cire du coton et graisse de la laine) ou synthétiques, les propriétés de surfaces des fibres (frottement des fibres), le choix des mélanges des fibres et le nombre de défauts de la matière ou son état de propreté (présence de neps, flammes, coques, paille, chardons, etc.).
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6. Conclusion
Après la carde, le flux de fibres à la sortie de chaque machine, qu’il s’agisse de banc d’étirage, de peigneuse, de banc à broches ou de continu à filer, est continu. Cependant il est constitué de grappes, ou paquets successifs de fibres. Ces grappes sont fondamentales puisque la régularité, c’est-à-dire la qualité du fil obtenu, est directement liée à leur taille, à savoir au nombre de fibres qui les constituent, et à leur position dans le flux.
La taille des grappes dépend des caractéristiques de la matière première, à savoir des fibres, entrant dans le processus de filature après la carde, mais également du procédé lui-même, du type de cylindres étireurs des machines (lisse ou cannelé, dur ou mou), du nombre de machines ou de passages et des valeurs d’étirage. D’autres facteurs influencent la régularité mais ne sont pas considérés dans cet article (doublage, type et état des machines, température et humidité, ensimage et propreté de la matière, et mélanges de fibres).
De façon pratique, il s’agit de trouver un compromis entre qualité et productivité, qui conditionnera le coût du produit final. Pour chaque type de matière, chaque filature doit choisir le processus le mieux adapté et permettant de concilier qualité et productivité.
Certains aspects décrits dans cet article ont été initialement développés pour les fibres longues type laine, à savoir les approches de Montfort et de Huberty, mais une transposition à d’autres fibres, telles le coton, qu’elles soient courtes, ou particulièrement longues, comme les fibres libériennes de type lin ou chanvre, est tout à fait envisageable.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DREYER (C.) - Contribution à la modélisation de l’influence des caractéristiques des fibres de laine peignée sur les propriétés des textiles linéaires. - Université de Haute-Alsace (1994).
-
(2) - KIRSCHNER (A.) - Contribution à l’étude des variables et processus aléatoires associés aux structures textiles linéaires - [Thèse d’État]. Université de Haute-Alsace (1987).
-
(3) - MONTFORT (F.) - Aspects scientifiques de l’industrie lainière. - Dunod (1960).
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(4) - USTER - Uster® Statistics 2023. - https://www.uster.com/value-added-services/uster-statistics
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