Rhéologie de suspensions concentrées de matériaux énergétiques

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  • N dordre : 466 GP

    THESE prsente par

    Jean-Philippe GUILLEMIN

    Pour obtenir le grade de Docteur

    de lEcole Nationale Suprieure des Mines de Saint-Etienne

    Spcialit : Gnie des Procds

    Rhologie de suspensions concentres de matriaux nergtiques recyclables Modlisation du temps de coule

    Soutenue Saint-tienne, le 25 janvier 2008

    Membres du jury

    Prsident : M. COURNIL Professeur ENSMSE Rapporteurs : J. DODDS Professeur EMAC B. BISCANS Directeur de Recherche ENSIACET Directeur de thse G. THOMAS Directeur de Recherche ENSMSE Codirecteur de thse L. BRUNET Directeur CNRI O. BONNEFOY Matre-assistant ENSMSE Invits N. FORICHON-CHAUMET Nexter Munitions J.F. TRANCHANT LVMH

  • Spcialits doctorales : Responsables : SCIENCES ET GENIE DES MATERIAUX J. DRIVER Directeur de recherche Centre SMS MECANIQUE ET INGENIERIE A. VAUTRIN Professeur Centre SMS GENIE DES PROCEDES G. THOMAS Professeur Centre SPIN SCIENCES DE LA TERRE B. GUY Maitre de recherche Centre SPIN SCIENCES ET GENIE DE LENVIRONNEMENT J. BOURGOIS Professeur Centre SITE MATHEMATIQUES APPLIQUEES E. TOUBOUL Ingnieur Centre G2I INFORMATIQUE O. BOISSIER Professeur Centre G2I IMAGE, VISION, SIGNAL JC. PINOLI Professeur Centre CIS GENIE INDUSTRIEL P. BURLAT Professeur Centre G2I MICROELECTRONIQUE Ph. COLLOT Professeur Centre CMP Enseignants-chercheurs et chercheurs autoriss diriger des thses de doctorat (titulaires dun doctorat dEtat ou dune HDR) BATTON-HUBERT Mireille MA Sciences & Gnie de lEnvironnement SITE BENABEN Patrick PR 2 Sciences & Gnie des Matriaux SMS BERNACHE-ASSOLANT Didier PR 1 Gnie des Procds CIS BIGOT Jean-Pierre MR Gnie des Procds SPIN BILAL Essad DR Sciences de la Terre SPIN BOISSIER Olivier PR 2 Informatique G2I BOUCHER Xavier MA Gnie Industriel G2I BOUDAREL Marie-Reine MA Sciences de linform. & com. DF BOURGOIS Jacques PR 1 Sciences & Gnie de lEnvironnement SITE BRODHAG Christian MR Sciences & Gnie de lEnvironnement SITE BURLAT Patrick PR 2 Gnie industriel G2I CARRARO Laurent PR 1 Mathmatiques Appliques G2I COLLOT Philippe PR 1 Microlectronique CMP COURNIL Michel PR 1 Gnie des Procds SPIN DAUZERE-PERES Stphane PR 1 Gnie industriel CMP DARRIEULAT Michel ICM Sciences & Gnie des Matriaux SMS DECHOMETS Roland PR 1 Sciences & Gnie de lEnvironnement SITE DESRAYAUD Christophe MA Mcanique & Ingnierie SMS DELAFOSSE David PR 2 Sciences & Gnie des Matriaux SMS DOLGUI Alexandre PR 1 Gnie Industriel G2I DRAPIER Sylvain PR 2 Mcanique & Ingnierie CIS DRIVER Julian DR Sciences & Gnie des Matriaux SMS FOREST Bernard PR 1 Sciences & Gnie des Matriaux CIS FORMISYN Pascal PR 1 Sciences & Gnie de lEnvironnement SITE FORTUNIER Roland PR 1 Sciences & Gnie des Matriaux CMP FRACZKIEWICZ Anna MR Sciences & Gnie des Matriaux SMS GARCIA Daniel CR Gnie des Procds SPIN GIRARDOT Jean-Jacques MR Informatique G2I GOEURIOT Dominique MR Sciences & Gnie des Matriaux SMS GOEURIOT Patrice MR Sciences & Gnie des Matriaux SMS GRAILLOT Didier DR Sciences & Gnie de lEnvironnement SITE GROSSEAU Philippe MR Gnie des Procds SPIN GRUY Frdric MR Gnie des Procds SPIN GUILHOT Bernard DR Gnie des Procds CIS GUY Bernard MR Sciences de la Terre SPIN GUYONNET Ren DR Gnie des Procds SPIN HERRI Jean-Michel PR 2 Gnie des Procds SPIN KLCKER Helmut MR Sciences & Gnie des Matriaux SMS LAFOREST Valrie CR Sciences & Gnie de lEnvironnement SITE LI Jean-Michel EC (CCI MP) Microlectronique CMP LONDICHE Henry MR Sciences & Gnie de lEnvironnement SITE MOLIMARD Jrme MA Sciences & Gnie des Matriaux SMS MONTHEILLET Frank DR 1 CNRS Sciences & Gnie des Matriaux SMS PERIER-CAMBY Laurent PR1 Gnie des Procds SPIN PIJOLAT Christophe PR 1 Gnie des Procds SPIN PIJOLAT Michle PR 1 Gnie des Procds SPIN PINOLI Jean-Charles PR 1 Image, Vision, Signal CIS STOLARZ Jacques CR Sciences & Gnie des Matriaux SMS SZAFNICKI Konrad CR Sciences de la Terre SITE THOMAS Grard PR 1 Gnie des Procds SPIN VALDIVIESO Franois MA Sciences & Gnie des Matriaux SMS VAUTRIN Alain PR 1 Mcanique & Ingnierie SMS VIRICELLE Jean-Paul MR Gnie des procds SPIN WOLSKI Krzysztof CR Sciences & Gnie des Matriaux SMS XIE Xiaolan PR 1 Gnie industriel CIS Glossaire : Centres :

  • PR 1 Professeur 1re catgorie SMS Sciences des Matriaux et des Structures PR 2 Professeur 2me catgorie SPIN Sciences des Processus Industriels et Naturels MA (MDC)Matre assistant SITE Sciences Information et Technologies pour lEnvironnement DR (DR1) Directeur de recherche G2I Gnie Industriel et Informatique Ing. Ingnieur CMP Centre de Microlectronique de Provence MR(DR2) Matre de recherche CIS Centre Ingnierie et Sant CR Charg de recherche EC Enseignant-chercheur ICM Ingnieur en chef des mines

  • Remerciements

    Je tiens tout dabord exprimer ma gratitude lensemble des membres du jury. Je remercie Michel

    COURNIL davoir accept de prsider le jury, et Batrice BISCANS ainsi que John DODDS

    davoir rapport mon travail. Je remercie galement Nicole FORICHON-CHAUMET et Jean-

    Franois TRANCHANT davoir assist cette thse en tant quinvits. Je remercie spcialement

    mon directeur de thse Grard THOMAS et mes deux codirecteurs de thse Olivier BONNEFOY et

    Luc BRUNET pour mavoir suivi durant cette thse.

    Petite histoire de thsard :

    A la fin de mon stage de fin dtude, Luc BRUNET, qui est alors responsable du Dpartement

    Matriaux Energtiques, vient me voir dans mon bureau pour me proposer deux chemins ; lun

    confortable, un CDI en tant quingnieur pyrotechnicien et lautre, une thse en CDD, sans garantie

    dembauche mais avec lopportunit de travailler avec une cole prestigieuse, lEcole Nationale

    Suprieure des Mines de Saint-Etienne et plus particulirement avec le Centre SPIN sous la

    direction de Grard THOMAS. Luc me laisse quelques temps pour y rflchir. Quel choix auriez-

    vous fait ?...Finalement je me dcide : un CDI, jen croiserai srement dautres dans ma carrire,

    une thse, pas certain ! Grce Luc et quelques jours de rflexion, me voil donc doctorant avec un

    sujet qui mest scientifiquement inconnu, la rhologie des ptes explosives.

    Les six premiers mois sont la priode blanche. Par o commencer ? Vers quoi me suis-je engag ?

    Bref vous laurez compris une priode de doute. Grard, par ses fonctions, ne peut soccuper de

    mon suivi. Il dlgue donc cette mission un jeune Matre-Assistant, Olivier BONNEFOY, trs

    rigoureux, un brin tatillon et dune ouverture desprit trs apprciable. Luc, que je vouvoyais

    lpoque, commence me mettre la pression pour crire un premier article. Sa technique

    managriale est assez simple mais reste efficace : chaque fois quil me croise, il me dit poliment

    Bonjour, vous allez bien ?...Vous avez commenc crire quelque chose ? A croire qu force

    de rpter la mme chose, on obtient ce que lon veut. Voil donc un article !! Et l, Olivier et

    Grard interviennent : discussions autour du papier, critiques des rsultats, corrections,

    recorrections.une dizaine de versions sont crites pour aboutir un article scientifiquement

    correct . Pour lapproche, la rigueur et cette passion pour les sciences, je les remercie tous les trois.

  • Au bout du compte, nous ne nous sommes pas arrts l, dautres articles ont vu le jouron y prend

    got !

    Autre fait marquant, en fin de premire anne, Luc annonce son dpart du Dpartement Matriaux

    Energtiques. Nicole FORICHON-CHAUMET prend sa relve et se retrouve grer un thsard un

    peu frivole sur certaines rgles. Peu importe, elle le remettra sa place au moindre cart.

    Paradoxalement, elle sait apprcier les rsultats apports et sait remercier. Nicole, pour tes qualits

    humaines et de manager, je te remercie sincrement.

    Au sein de ce dpartement, jai dcouvert plusieurs individus desquels je garderai de trs bons

    souvenirs : Peggy, pour son calme, Fred pour son approche de la vie plutt South Park ,

    Christophe, pour sa bonne humeur au quotidien, Muriel, pour son caractre et sa poigne de main

    redoutable, les anciens pyro : The Dec, pour sa voracit, Antoine, pour ses talents de tourneur

    fraiseur, Nono, pour son camping-car, et la nouvelle gnration : Stphane, Yohan, Mdric et

    David pour leur aide lors de mes manips exotiques.

    Une thse, du moins comme je la conois, est avant tout une uvre pluridisciplinaire. Ne jamais

    senfermer dans sa bulle ! Les articles que je parcours font rfrence de manire rcurrente

    Franois De LARRARD, directeur de recherche au Laboratoire Central des Ponts et Chausses. Je

    me pose des questions sur son modle dempilement compressible et le contacte par mail. Magie

    dInternet, nos changes resteront virtuels mais dune grande richesse pour mes travaux. Je tiens

    donc le remercier pour son livre et les articles fournis.

    Aprs les btons, place la cosmtique. Les problmes lis au procd de coule nous amnent

    rencontrer un expert dans le domaine de la rhologie des suspensions : Jean-Franois

    TRANCHANT. Il me propose dappliquer le principe de la rhologie systmique sur notre procd,

    je lapplique et les rsultats seront difiants ! Jean-Franois, merci pour votre approche et pour

    vos connaissances dans la rhologie des suspensions complexes.

    Une vie de thse, enferme dans sa sphre scientifique, ne serait pas une exprience part entire

    sans ses ct Des moments de dt