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Influence of flowability improvement of powders on its dust generation capacity.
(Incidence de l’amélioration de l’écoulement d’une poudre sur sa capacité à générer un empoussièrement). Thèse de doctorat, spécialité Génie des procédés, des produits et des molécules.
Etude et rapport
Edition : Nancy, Université de Lorraine, 16 juin 2023
Les matières granulaires sont omniprésentes dans la vie quotidienne et dans l’industrie. Après l’eau, c’est la forme de matériau la plus fréquemment manipulée. Cependant, même aujourd’hui, la manipulation des grains implique certaines opérations bâclées et/ou dangereuses en raison d’une mauvaise coulabilité et de l’émission de poussières. Bien que les additifs d’écoulement tels que les nanoparticules de silice (S-NP) soient couramment utilisés pour améliorer le comportement de l’écoulement, l’émission de poussières est souvent négligée du point de vue de la formulation. C’est pourquoi ce travail vise à évaluer les effets de l’ajout de S-NP sur l’émission de poussières. La compréhension du mécanisme d’action du S-NP sur la coulabilité pourrait permettre de réduire son utilisation et l’exposition professionnelle. Pour atteindre cet objectif, des tests expérimentaux ont été réalisés pour améliorer la coulabilité de quatre poudres industrielles en utilisant du S-NP avec une couverture de surface (SC) variable. Les résultats indiquent que le principal mécanisme d’action du S-NP pour l’amélioration de l’écoulement est lié à la modification de la surface, qui a été quantifiée par des mesures de l’énergie de surface. Cependant, les résultats relatifs à la pulvérulence ont montré que l’augmentation de la coulabilité se traduisait par une augmentation des émissions de poussières. En outre, la propension d’une poudre à libérer de la poussière semble être liée à son interaction adhésive avec le S-NP, qui a été associée à des modifications de l’énergie de surface. Sur la base de la caractérisation expérimentale de la coulabilité et de la pulvérulence des échantillons, deux équations sont proposées pour estimer les niveaux d’émissions de poussières à partir de deux indicateurs de coulabilité, le rapport de Hausner et le facteur de fluidité. Ce travail contribue à la compréhension de la relation entre la coulabilité et la pulvérulence des poudres et propose une méthodologie pour optimiser l’utilisation des S-NP, en réduisant leur utilisation pour améliorer l’écoulement des poudres tout en minimisant l’émission de poussières.
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