comportement d'écoulement

Le comportement à l'écoulement décrit la manière dont un matériau se déplace ou se déforme sous l'effet d'une contrainte mécanique. Dans le cas des produits en vrac, il s'agit notamment des conditions dans lesquelles un ensemble de particules compactées se met en mouvement ou reste immobile. Cela dépend des propriétés du matériau (taille et forme des particules, état de surface, humidité, cohésion), de l'état de compactage et de l'état de contrainte appliqué.

Au repos, un produit en vrac peut résister à des contraintes normales et de cisaillement et se comporter comme un corps stable. Si la contrainte de cisaillement augmente et dépasse une limite d'écoulement spécifique au matériau, l'ensemble des particules commence à s'écouler (déformation plastique, cisaillement). On parle de « bon » comportement d'écoulement lorsqu'un produit en vrac s'écoule de manière fiable des trémies, silos ou dispositifs de dosage sans compactage préalable important et avec de faibles sollicitations (par exemple, gravité ou légères vibrations).

Pour décrire quantitativement le comportement d'écoulement des matériaux en vrac, on utilise des valeurs caractéristiques telles que la résistance du matériau en vrac σ_c, la contrainte de consolidation σ₁, l'angle de frottement interne φ_i et le facteur d'écoulement ffc. Le facteur d'écoulement est une mesure couramment utilisée :

ffc = σ_1 / σ_c

• ffc : indice de fluidité
• σ_1 : contrainte de consolidation
• σ_c : résistance des matériaux en vrac

Les faibles valeurs ffc correspondent à des poudres cohésives qui s'écoulent difficilement, tandis que les valeurs ffc élevées correspondent à des produits en vrac qui s'écoulent librement. Le comportement à l'écoulement influence directement la conception des silos, des organes de déchargement, des dispositifs de transport et des mélangeurs, car il détermine la formation de ponts, la formation de puits, la précision du dosage et la facilité de vidange.