Présentation des matériaux et caractérisations expérimentales 

Afin de pouvoir effectuer une bonne modélisation du procédé de trempage, il est nécessaire de déterminer l’ensemble des paramètres propres aux matériaux et aux outils employés. Il faut aussi bien comprendre les phénomènes physiques intervenant au cours du procédé industriel. Ce chapitre a pour objectif de présenter l’ensemble des données expérimentales recueillies au cours de ce travail de thèse permettant d’alimenter la simulation numérique. Après avoir introduit les matériaux utilisés pour les bains de trempe, nous présenterons leurs études en rhéologie ; nous verrons également l’influence de leur composition sur leur comportement sous cisaillement. Ensuite, nous expliquerons comment se sont déroulées les mesures de tension de surface, paramètre physique jouant un rôle important dans la détermination finale de l’épaisseur. Enfin, nous présenterons la méthode et l’appareillage employés pour les essais expérimentaux de trempage ainsi que les mesures faites.

Matériaux

Une bonne connaissance des propriétés du bain de trempe est importante pour une modélisation correcte. Ce paragraphe a pour but de présenter brièvement les deux matériaux des bains de trempe employés par nos partenaires industriels ainsi que le miel qui nous servira de référence.

L’alcool de polyvinyle – PVA

Le matériau employé dans la mise en forme des gants qui fait l’objet de la modélisation dans cette thèse est une solution aqueuse d’alcool de polyvinyle renfermant des particules de silices dispersées (moins de 1%). Nous appellerons ce matériau par l’abréviation PVA. Sa masse volumique est de 1,39 g/cm3 . L’extrait sec de ce produit est de 13% ; cette donnée est importante car elle permet par la suite de passer par un calcul très simple de l’épaisseur « humide » à l’épaisseur « sèche ». 

Les silicones 

Les différents types d’enveloppes d’implants mammaires

Il existe différentes sortes d’implants mammaires : certains sont remplis de sérum physiologique et d’autre de gel à haute cohésivité à base de silicone. Selon le type de remplissage, la composition des enveloppes diffère légèrement. Dans le cas d’un remplissage à base de sérum physiologique, l’enveloppe est constituée d’un système mono-couche, alors que dans le cas d’un remplissage à base de gel à haute cohésivité, il s’agit de systèmes tricouches. Présentation des matériaux et caractérisations expérimentales 101 Tous les matériaux composant l’enveloppe ont une même base commune : il s’agit de silicone en solution dans du xylène (65%). Ils existent trois grandes familles : – Le MED6 6400 ou MED3 6400 que nous nommerons S1 est le silicone de base le plus employé. C’est celui que nous utiliserons ici. Sa masse volumique est de 0,95 g/cm3 . ; – Le MED 6600 ou S2 qui présente de bonnes propriétés barrières ; – Le MED 6400 ou S3 qui possède de bonnes propriétés d’adhésion avec S2. L’ensemble des silicones se présente de la même manière : ils sont stockés en deux parties (Part A et Part B) ; la solution employée lors du trempage se prépare la veille en mélangeant 50% de Part A avec 50% Part B. Ces deux parties sont identiques à la différence que la A contient un catalyseur, le platine, permettant l’accélération des réactions de réticulation et la B un agent réticulant. Tous nos essais sont réalisés directement sur les mélanges.

Composition des silicones

Nous avons cherché à vérifier la composition exacte de chaque silicone car peu d’informations sont données par le fournisseur concernant chaque produit. Sur chaque partie (Part A et Part B), une identification par spectrométrie de résonnance magnétique nucléaire a été menée par Valeria Harabagiu à l’Institut de Chimie Macromoléculaire de Iasi en Roumanie. L’objectif de ce travail est la détermination de la composition exacte de ces matériaux. Le résultat trouvé est que tous les silicones S1, S2 et S3 ont la même composition : du polydimethyl-siloxane substitué avec des groupes amiline : ou Figure 3-1 : Formule chimique du polydimethyl-siloxane substitué par des groupes amiline Les rapports d’intensités montrent qu’il y a plus de groupements que de groupements . La différence entre l’ensemble des propriétés des silicones doit provenir de différences entre les masses molaires et du pourcentage des groupes phénylènes (permettant de bonnes propriétés barrières mais réduisant les propriétés mécaniques).

Le miel

Nous avons également travaillé avec du miel qui présente l’avantage d’être un liquide avec une rhéologie simple. L’objectif est d’avoir un matériau de référence simple pour mieux comprendre les phénomènes observés numériquement. La masse volumique du miel que nous avons choisi est de 1,4 g/cm3 .