Séminaire Matière Molle : Hugo Perrin (IUSTI, Marseille)

"Hystérésis et suspensions"

Suspensions dans un tambour tournant

L’hystérésis est une caractéristique majeure de la transition solide-liquide pour les matériaux granulaires. Cette propriété, en permettant des états métastables, peut conduire à des phénomènes catastrophiques tels que des glissements de terrain.
L'origine de l'hystérésis est encore débattue, cependant, les mécanismes proposés jusqu'alors reposent sur l'inertie.
Nous étudions ici la dynamique d'écoulement de suspensions non browniennes en tambours tournants et révélons une grande hystérésis de l'angle d'avalanche, même sans inertie. En utilisant des micro particules de silice dont le frottement interparticulaire peut être supprimé, nous montrons que le frottement microscopique, contrairement à l'inertie, est l’ingrédient clé de l’existence de l'hystérésis.
Pour comprendre ce lien entre frottement et hystérésis, nous avons mesuré la rhéologie des suspensions avec friction et sans. La rhéologie pour les particules sans frottement suit une loi de puissance monotone. En revanche, la rhéologie de particules frictionnelles suggère un comportement instable avec un minimum.
Ces résultats montrent que l’hystérésis existe pour des milieux granulaires sans inertie et, en soulignant le rôle du frottement microscopique, ils remettent en question la nature intime de ce phénomène.