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Département de Technologie Chimique Industrielle Rapport de Soutenance En vue d

Département de Technologie Chimique Industrielle Rapport de Soutenance En vue de l’obtention du diplôme de Licence Professionnelle en : Génie Chimique Thème : Réalisé par : Melle HADDOU Manal Encadré par : - Mr. BELKACEMI Samir (Encadreur) MAA / Institut de technologie - Mr. CHERIGUI Moustapha (Tuteur) Tuteur / PIGMA COLOR -BOUIRA Corrigé par : - Mme BETTAYEB Souhila MAA / Examinatrice/ Institut de technologie Année Universitaire : 2019/2020 Etude rhéologique des peintures Remerciements Ce travail est l’aboutissement d’un dur labeur et de beaucoup de sacrifices, je remercie d’abord au Créateur de l’univers qui m'a doté d’intelligence, et ma maintenu en santé pour mener à bien cette année d’étude. Je tiens à remercier toutes les personnes qui ont contribué au succès de mon stage et qui m’ont aidée lors de la rédaction de ce mémoire. Je voudrais dans un premier temps remercier, mon directeur de mémoire BELKACEMI Samir, pour l’orientation, la confiance, la patience qui ont constitué un apport considérable sans lequel ce travail n’aurait pas pu être mené au bon port. Qu’il trouve dans ce travail un hommage vivant à sa haute personnalité. Je tiens à témoigner toute ma reconnaissance aux personnes suivantes, pour leur aide dans la réalisation de ce mémoire : Monsieur : CHERIGUI Moustapha Monsieur : REZINI Abdelkader Mademoiselle : SOUHYLA Dédicace Je dédie ce mémoire à mes très chers parents Et maman ‘’HADDOU Tourkia,’’ et ma tante ’’Fatiha’’ Qui m’ont toujours poussé et motivé dans mes études, sans eux je n’aurai certainement pas fait cela . Ce mémoire représente l’aboutissement de soutien qu’ils m’ont prodigués tout au long de ma scolarité. Qu’ils en soient par ce modeste travail. A mes frères : Antar, Farouk, Mohamed , Ayoub A mes chères amies : Rima, khaoula, Hasna imane ,Nadjet , Meriem Liste des tableaux Tableau I-1 : Différences propriétés entre M/D ..................................................................... 13 Liste des figures Chapitre I : Généralités sur la peinture Figure I-1 : Situation géographique de la société ..................................................................... 2 Figure I-2 : Organigramme de la société .................................................................................. 3 Figure I-3 : Echantillon de Peinture .......................................................................................... 4 Figure I-4 : Liant (résine) .......................................................................................................... 4 Figure I-5 : Pigment .................................................................................................................. 5 Figure I-6 : Charge .................................................................................................................... 5 Figure I-7 : Solvant .................................................................................................................. 6 Figure I-8 : Additif .................................................................................................................... 6 Figure I-9: Procédé de fabrication des peintures……………………………………………….9 Figure I-10: Tension superficielle d'ine solution de mouillant dans l'eau .............................. 13 Chapitre II: Généralités sur la rhéologie Figure II-1 : Forces de frottement s’exerçant sur deux couches adjacentes lors d’un cisaillement ............................................................................................................................... 19 Figure II-2 : Gradient de déplacement dans un mouvement de cisaillement plan .................. 21 Figure II-3 : Interprétation géométrique de ε .......................................................................... 22 Figure II-4 : Interprétation géométrique de ε dans un cas particulier ..................................... 22 FigureII-5 : Exemple de rhéogramme ..................................................................................... 26 Figure II-6 : Réhéogramme newtonien ................................................................................... 26 FigureII-7 : Gradient de vitesse en fonction de contrainte de cisaillement ( fluide Newtonien)……………………………………………………………………………………30 Figure II-8: fluide pseudo plastiques dans les peintures dispersion……..………………..…31 FigureII-9 : Gradient de vitesse en fonction de contrainte de cisaillement (fluide PP avec limite d’écoulement) ........................................................................................................................... 31 Figure II-10 : Gradient de vitesse en fonction de contrainte de cisaillement (fluide dilatant) .................................................................................................................................................. 32 FigureII-11: Rhéogramme d’un fluide pseudoplastique thixotrope ....................................... 33 Figure II-12: Rhéogramme d’un fluide pseudoplastique rhéopectique .................................. 34 Figure II-13 : Rhéomètre plan-plan ........................................................................................ 35 FigureII-14: Cylindres coaxiaux ............................................................................................. 36 Figure II-15: Géométrie con-plan ........................................................................................... 37 Chapitre III : Cas pratique d'étude rhéologique des peintures Figure III-1 : Test d’applicabilité sur carte contraste ............................................................. 39 FigureIII-2: Evolution de la viscosité en fonction de gradient de cisaillement ...................... 40 Remerciements…………………………………………………………………………………i Liste des tableaux………………………………………………………………………………ii Liste des figures……………………………………………………………………………….iii Sommaire Introduction ....................................................................................................................... 8 Chapitre I : Généralités sur la peinture I.1. Présentation de la société ........................................................................................... 2 I.1.1.Historique ................................................................................................................. 2 I.1.2.Situation géographique ............................................................................................. 2 I.1.3. Organisation des ateliers de la société ..................................................................... 3 I.1.4. Organigramme de la société .................................................................................... 3 I.2. Généralités sur la peinture .......................................................................................... 4 I.2.1. Définition ................................................................................................................. 4 I.2.2. Composants de la peinture :..................................................................................... 4 I.2.2.2. Pigments ............................................................................................................... 5 I.2.2.3. Charges ................................................................................................................. 5 I.2.2.4. Solvants ............................................................................................................... 6 I.2.2.5. additifs (Adjuvants) : ........................................................................................ 6 I.2.3. Différentes gammes de peintures ........................................................................... 7 I.2.3.1. Peinture pour bâtiments : ...................................................................................... 7 I.2.3.2. Peinture industrie : ................................................................................................ 7 I.2.3.3. Peinture carrosserie : ............................................................................................ 7 I.2.3.4. Peinture boiserie : ................................................................................................. 7 I.2.3.5. Peinture décorative : ............................................................................................. 7 I.2.4. Types de la peinture ................................................................................................. 8 I.2.4.1. Peinture en phase aqueuse .................................................................................... 8 I.2.4.2. Peinture en phase solvant ..................................................................................... 8 I.2.5.1. Préparation des matières premières ...................................................................... 9 I.2.5.2. Procédé de fabrication .......................................................................................... 9 I.2.6.Généralité sur les différents additifs ....................................................................... 10 I.2.6.1.Phase eau : ........................................................................................................... 10 I.2.6.1.1.Agent dispersants ............................................................................................. 10 I.2.6.1.2.Agents mouillants ............................................................................................. 11 I.2.6.1.2.1. Différences Mouillant / Dispersant .............................................................. 13 I.2.6.1.3.Agents antimousses .......................................................................................... 14 I.2.6.1.4.Agents Biocides ................................................................................................ 14 I.2.6.1.5.Régulations de PH ............................................................................................ 14 I.2.6.1.6.Agents Epaississants ......................................................................................... 14 I.2.6.2.Phase solvant ....................................................................................................... 16 I.2.6.2.1.Agent mouillant ................................................................................................ 16 I.2.6.2.2.Agent dispersant ............................................................................................... 16 I.2.6.2.3.Agent siccatif .................................................................................................... 16 I.2.6.2.4.Agent plastifiant ............................................................................................... 16 I.2.6.2.5.Agents anti-peaux ............................................................................................. 17 Chapitre II : Généralité sur la rhéologie II.1 Introduction .............................................................................................................. 18 II.2. Définition de la rhéologie ........................................................................................ 18 II.3. Grandeurs physiques intervenant en rhéologie ...................................................... 18 II.3.1. Mouvement laminaire de cisaillement, contraintes de cisaillement ..................... 18 II.3.2. Déformation et vitesse de cisaillement (shear strain and rate) ............................. 20 II.3.3. Equation rhéologique d’état, rhéogrammes ......................................................... 24 II.3.4.Viscosités .............................................................................................................. 25 II.3.5. Limite du régime laminaire-Nombre de Reynolds ............................................... 28 II.4. Différents types de la rhéologie ........................................................................... 28 II.4.1. Fluides Newtoniens : ............................................................................................ 28 II.4.2. Fluide pseudo plastique ........................................................................................ 29 II.4.3. Fluides dilatants : ................................................................................................. 31 II.4.4. Notion de thixotropie et de rhéopexie .................................................................. 32 II.5. Mesure des caractéristiques rhéologiques des fluides ............................................. 33 II.5.1 Rhéomètre plan- plan ............................................................................................ 33 II.5.2 Rhéomètre de couette ............................................................................................ 34 II.5.3 Rhéomètre cône-plan............................................................................................. 36 Chapitre III : Cas pratique d'étude rhéologique des peintures III.1. Introduction ............................................................................................................ 38 III.2. Etude rhéologique de peintures commerciales ..................................................... 38 III.2.1. Test d’applicabilité ............................................................................................. 39 III.3. Etude de cas revêtement ........................................................................................ 39 III.3.1. Rhéologie à forts gradients de cisaillement et épaisseurs de films de peintures 39 III.3.1.2. Méthodologie ................................................................................................... 40 Résultats .......................................................................................................................... 41 Conclusion ...................................................................................................................... 41 Conclusion générale ........................................................................................................ 42 Références bibliographiques ........................................................................................... 43 Introduction Introduction Les produits de finition (peintures, vernis, lasures…) ont un double rôle : protéger et décorer. La peinture est la finition la plus utilisée. Elle protège principalement des salissures et de l’eau. Elle décore par sa couleur et son aspect : mat, satiné ou brillant. Une peinture est un mélange de plusieurs composants dont les qualités et le dosage déterminent les aptitudes. L’usage de la peinture en décoration date des peintures dans les cavernes de l’époque paléolithique. Dans la Grèce antique, on se servait largement de la peinture en architecture, en sculpture, pour la décoration des navires, pour la décoration des intérieurs et la peinture au chevalet. Durant plusieurs siècles, la peinture, fabriquée laborieusement par des artisans est restée un luxe. Ce n’est qu’au 18ème siècle, que la peinture commence à être produite en grande quantité. Après la Première Guerre mondiale, les chimistes s’intéressent à la technologie de la peinture et, vers les années 1950, l’industrie de la peinture représente un domaine important du génie chimique 1] . La rhéologie associée à l’étude des fluides complexes est omniprésente couramment dans les milieux industrielles tels que l’industrie des polymères, des peintures, pharmaceutiques, agroalimentaire, etc. La caractérisation rhéologique permet une meilleure transformation et la mise en forme de tels matériaux. Ainsi, il est important de déterminer les différents rhéogrammes en termes de contraintes de cisaillement et de viscosité en fonction de taux de cisaillement à différentes températures 2]. Le présent document, décrit la rhéologie des peintures, ainsi ce mémoire comprend trois chapitres : - Le premier chapitre comprend une présentation de l’entreprise où je devrais réaliser mon stage à savoir PIGMA COLOR, suivi de généralités sur les peintures et les additifs. - Le deuxième chapitre : constitue une initiation et généralités sur la rhéologie. - Le troisième chapitre : traite un cas pratique d’une étude rhéologiques des peintures. Et enfin on termine par une conclusion générale. Chapitre I : Généralités sur la peinture Chapitre I : Généralités sur la peinture 2 Chapitre I : Généralités sur la peinture I.1. Présentation de la société [3] I.1.1.Historique La société PIGMA COLOR a été fondée en février 2007, née d’une véritable passion pour la fabrication et la réalisation de la peinture. Elle est organisée suivant la structure juridique de SARL. La SARL PIGMA COLOR a débuté en 2007 avec la fabrication de 15 colories de teintes. Depuis et progressivement, la société a développé et varié sa production pour arriver au stade actuel, C’est une entreprise à responsabilité limité. Passant d’une partie à une moyenne entreprise, PIGMA compte 140 employés avec un capital de 50 000 000.00 DA. I.1.2.Situation géographique La société s’étend sur une superficie de 6542 m² au niveau de la zone industriel SIDI KHALED OUED EL BARDI, BOUIRA. Figure I.1 : Situation géographique de la société Chapitre I : Généralités sur la peinture 3 I.1.3. L’organisation des ateliers de la société Administration Générale : (Direction générale et administration, service marketing et vente, service recherche et développement, service uploads/Geographie/ etude-rheologique-des-peintures.pdf