Injection of polyurethane foaming on a porous medium

International audiencePolyurethane (PU) foams are widely used in construction, automotive industry, household appliances and other fields. Their low weight and excellent mechanical and thermal insulation properties result from their internal structure. They are sometimes associated to other components to get new polyurethane composites. Structures made from polyurethane foam with reinforcing spacer fabrics are manufactured in reaction injection molding (RIM) processes.Our study concerns the development of models for the simulation of foaming process in a closed cavity with a porous medium positioned on one of the walls. The main objective is to study the foam/porous medium interaction in injection to establish a flow model for polymer foam in a porous medium. Numerical simulations are made using the Stokes-Brinkman model in which a permeability tensor characterizes the porous medium. Reaction kinetic model, density model and viscosity model already developed in a previous work [5] are adapted in order to well describe the foaming inside a porous medium.The calculations are made on an industrial geometry on which experiments have been carried out [6]. It is a rectangular plate mold injected through its center. The parameters of porous medium correspond to a polyester felt (PET). With these computations, an evaluation of the penetration depth in the felt can be givenLes mousses de polyuréthane (PU) sont largement utilisées dans la construction, l'industrie automobile, les appareils électroménagers et d'autres domaines. Leur faible poids et leurs excellentes propriétés d'isolation mécanique et thermique résultent de leur structure interne. Elles sont parfois associées à d'autres composants pour obtenir de nouveaux composites de polyuréthane. Les structures en mousse de polyuréthane avec des tissus de renforcement sont fabriquées par des procédés de moulage par injection-réaction (RIM).Notre étude porte sur le développement de modèles pour la simulation du processus de moussage dans une cavité fermée avec un milieu poreux positionné sur l'une des parois. L'objectif principal est d'étudier l'interaction mousse/milieu poreux en injection afin d'établir un modèle d'écoulement de mousse polymère en milieu poreux.Des simulations numériques sont réalisées à l'aide du modèle de Stokes-Brinkman dans lequel un tenseur de perméabilité caractérise le milieu poreux. Le modèle de cinétique de réaction, le modèle de densité et le modèle de viscosité déjà développés dans un précédent travail [5] sont adaptés afin de bien décrire le moussage à l'intérieur d'un milieu poreux. Les calculs présentés correspondent à une géométrie industrielle sur laquelle des expériences ont été réalisées [6]. Il s’agit d’une plaque rectangulaire injectée par son centre. Le matériau poreux considéré est un feutre constitué de fibres de polyester (PET). Par ce type de calcul, on peut donner une évaluation de la profondeur de pénétration dans le milieu fibreux