Étude de l'influence des paramètres de vibro-compaction sur les propriétés mécaniques des anodes crues en carbone

La qualité des matières premières utilisées lors de la fabrication des anodes en carbone pour la production de l’aluminium primaire par le procédé Hall-Héroult se dégrade de jour en jour. Afin de pouvoir améliorer la qualité et du fait même la durée de vie ainsi que les coûts de production de ces anodes, dans le cadre de ce projet, l’intérêt est porté au procédé de vibro-compaction. Ce procédé fait partie des étapes importantes de la fabrication des anodes en carbone. Actuellement, dans la plupart des industries; ce sont les vibro-compacteurs qui sont utilisés pour la production des anodes. Les vibro-compacteurs sont plus performants en plus d’avoir un meilleur rendement. Cependant, ces machines nécessitent un contrôle de même qu’un suivi en continu afin d’éviter des bris majeurs vu leur fonction de base qui est la vibration. L’objectif de cette étude est de comprendre ce procédé et ainsi faire le lien entre les paramètres de vibro-compaction et les propriétés mécaniques des anodes crues. La méthodologie élaborée pour répondre à la problématique et ainsi atteindre les objectifs de cette étude est basée simultanément sur des approches expérimentales et analytiques. L’approche expérimentale porte sur les caractérisations physiques et mécaniques des anodes industrielles et aussi sur les analyses des mesures vibratoires des vibro-compacteurs industriels et celui du laboratoire. Cette approche englobe également la fabrication des anodes en laboratoire avec des paramètres de vibro-compaction variables. Pour ce qui est de l’approche analytique, c’est le développement de modèles dynamiques du vibro-compacteur à un degré de liberté 1-DDL et à deux degrés de liberté 2-DDL qui ont été réalisés. La première campagne de caractérisation porte sur la cartographie des propriétés physiques et mécaniques dans les trois directions de quatre anodes crues industrielles formées avec le même matériel et les mêmes conditions de malaxage et de vibro-compaction. Les résultats obtenus montrent que la qualité des anodes produites est largement affectée par les vibro-compacteurs qui sont utilisés lors de la formation de ces anodes. Par la suite, une autre campagne de caractérisation plus poussée a été réalisée sur huit anodes industrielles crues, mais cette fois-ci en prenant des mesures vibratoires afin de comprendre ce qui se passe réellement au niveau de la mécanique de fonctionnement des vibro-compacteurs. Les anodes testées ont été formées avec des matières premières et des condi