Fluidité

La fluidité n'est pas une propriété constante de la matière : elle résulte de l'interaction entre la poudre, l'additif et le processus de mélange. C'est précisément dans le cas des poudres à faible fluidité que le type de mélange détermine si des quantités minimes d'un agent fluidifiant peuvent réellement déployer leur effet. La condition préalable est un processus de mélange efficace, rapide et en même temps doux. C'est la seule façon de répartir les additifs de manière ciblée aux points de contact des particules, sans provoquer de compactage, de ségrégation ou de formation d'agglomérats inutiles.

Différents paramètres sont utilisés pour évaluer la fluidité. L'angle de talus (également appelé angle de déversement) est un paramètre simple et pratique. Il décrit l'angle d'inclinaison d'un cône de poudre versé librement et résulte de la géométrie :

tan(α) = H/R​

• • α est l'angle de talus
• • H est la hauteur du cône de déversement
• • R est le rayon de la base

De petits angles de talus indiquent une bonne fluidité, tandis que de grands angles indiquent un comportement cohésif ou une mauvaise fluidité. L'angle de talus réagit de manière sensible à l'utilisation d'agents fluidifiants – mais ce n'est reproductible que si ceux-ci sont répartis de manière homogène. C'est précisément là que réside l'importance d'un concept de mélange adapté.

Pour obtenir une description quantitative fiable, on utilise souvent les essais de cisaillement d'Andrew Jenike. Ils fournissent ce qu'on appelle la fonction de fluidité FF, qui décrit la relation entre la résistance à la compression uniaxiale σ_c et la contrainte normale principale σ1 :

FF = σ₁/σ_c

Sur la base de ces paramètres, il est possible de classer les poudres et de déterminer les conditions d'écoulement pour les silos – par exemple pour la conception des orifices de sortie, des inclinaisons des parois et des dispositifs d'aide au déchargement. Plus la fonction d'écoulement est élevée, meilleure est la fluidité du matériau. Les poudres avec FF < 4 sont par exemple considérées comme peu fluides, tandis que les substances avec FF > 10 s'écoulent librement.

Le principe fondamental reste le même : les agents fluidifiants n’agissent pas par leur quantité, mais par leur répartition. Un processus de mélange efficace et doux peut améliorer de manière ciblée la fluidité, réduire les angles de talus et modifier les fonctions de fluidité – et ainsi stabiliser l’ensemble de la chaîne de processus, du transport au dosage en passant par le stockage.