Article de référence | Réf : N4607 v1

Influence de la distribution en longueur des fibres
Régularité d’un flux de fibres - Ruban, mèche et fil

Auteur(s) : Olivier DEMANGEAT, Marie-Ange BUENO

Date de publication : 10 déc. 2025

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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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Auteur(s)

  • Olivier DEMANGEAT : Ingénieur École Nationale Supérieure d’Ingénieurs Sud-Alsace, ancien employé de N. Schlumberger, Guebwiller, France

  • 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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-n4607


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4. Influence de la distribution en longueur des fibres

Prenons le cas de fibres qui auraient toutes approximativement la même longueur (figure 8a). Le mécanisme de création des grappes est décrit en figure 8b. La grappe A se présente sous la ligne d’arrachage de l’étireur. Celui-ci prélève les extrémités de fibres qui sont sous sa ligne d’arrachage (ici 7 fibres de la grappe A), et forme une nouvelle grappe. À la cannelure suivante, il prélève les deux dernières fibres de la grappe A et les dépose dans le nouveau ruban formé, lui-même déposé dans le pot sortant. Les fibres ayant toutes approximativement la même longueur, les grappes formées sont toutes dites « carrées ». Puis à la machine suivante, malgré l’inversion du sens de passage des grappes, les grappes trop carrées ne pourront pas être dissociées et ne pourront pas former de nouvelles grappes plus petites, et ainsi de suite à chaque passage successif. Par conséquent, lorsque l’on cherche à produire des fils de haute qualité, il vaut mieux éviter les diagrammes de distribution des fibres trop pointus (ou resserrés) (figure 8a).

La figure 9 illustre des cas réels typiques de distribution en longueur des fibres. En effet, la distribution peut être gaussienne, oblique, bimodale ou plate. La distribution normale ou gaussienne (figure 9a) correspond au diagramme d’un type de fibres, comme la laine qui se travaille facilement en filature fibres longues.

La figure 9b illustre une distribution oblique, donc avec un C V H élevé (encadré 2) avec la présence de beaucoup de fibres courtes mais également de quelques fibres très longues et peu de fibres de longueurs intermédiaires (c’est typiquement le cas des étoupes de lin ...

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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).

  • (4) - USTER -   Uster® Statistics 2023.  -  https://www.uster.com/value-added-services/uster-statistics

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