Du fil a retordre !

Le phenomene de "rupture d'extrudat", frein dans la fabrication industrielle des fibres de polymeres par extrusion, n'avait jusqu'a present pas ete explique.

L'origine de cette instabilité vient d'être trouvée au Laboratoire de physique statistique (CNRS, Ecole normale supérieure et universités de Paris 6 et 7) par l'équipe de Daniel Bonn, en collaboration avec l'Institut Lorentz de l'Université de Leiden aux Pays-Bas.
L'arrivée des fibres polymères a révolutionné l'industrie textile dans les années cinquante : les photos d'alors montraient délégantes femmes s'arrachant les premiers "bas nylon" du fabricant Dupont de Nemours. Depuis cette période et maintenant encore, le procédé de fabrication le plus utilisé est l'extrusion, pour le nylon, mais aussi le kevlar, l'acryl ou le polyamide. Pourtant, ce procédé industriel a une faiblesse : lorsqu'on fabrique ces fibres de polymères, la vitesse de production est limitée par l'apparition d'instabilités qui rendent les fibres rugueuses. Pour des vitesses encore plus élevées, la rugosité devient si importante que les fibres cassent, d'où le nom de "rupture d'extrudat".
Les chercheurs expliquent ce phénomène par la présence d'une « turbulence élastique » dans le tuyau d'extrusion, due à la nature visco-élastique des polymères. L'écoulement étire les chaînes de polymères, ce qui engendre des contraintes élastiques. Ces contraintes élastiques peuvent déstabiliser l'écoulement, créant ainsi une sorte de "turbulence élastique", à l'origine des instabilités observées à la sortie de la filière ou tuyau d'extrusion.
Ce phénomène étant expliqué, on peut espérer trouver un procédé qui repoussera cette instabilité à des vitesses de filage plus élevées. Cette avancée intéresse d'ores et déjà les grandes firmes de textile, l'industrie produisant chaque année 118 millions de tonnes de plastiques.
Deux publications rendent compte de ces travaux : l'une théorique, l'autre expérimentale :,- Bernard Meulenbroek, Cornelis Storm, Volfango Bertola, Christian Wagner, Daniel Bonn, Wim van Saarloos, "Origin of melt fracture in polymer extrusion: a weakly nonlinear subcriticalinstability of visco-elastic Poiseuille flow", Phys.Rev.Lett. 90, 024502 (2003) ,- Volfango Bertola, Bernard Meulenbroek, Christian Wagner, Cornelis Storm, Wim van Saarloos, Daniel Bonn, "Melt fracture in polymer extrusion", Phys.Rev.Lett. 90, 114502 (2003)
Contact chercheur :,Daniel Bonn ,Laboratoire de physique statistique ,tel: [phone] ,e-mail: [e-mail] ,http://www.lps.ens.fr/recherche/films-aux-interfaces/interests.html
Contact presse :,Magali Sarazin,tel : [phone] ,e-mail: [e-mail]

Pays

France