Séminaire Matière Molle : Hugues Bodiguel (Laboratoire Rhéologie et Procédés, Grenoble)

"Resuspension visqueuse de particules solides non Browniennes"

Fraction volumique des suspensions dans une cellule de Couette pour différents cisaillements

Resuspension visqueuse de particules solides non Browniennes

Les écoulements de suspension de particules solides non Browniennes possèdent des propriétés rhéologiques complexes : rhéoépaississement, rhéofluidification, anisotropie des contraintes normales, etc ... Par ailleurs, le champ de fraction volumique peut s’adapter à la géométrie de l’écoulement lorsque ce dernier n’est pas uniforme, ou encore à un champ extérieur comme le champ de pesanteur.
Si la description  physique de ces différents phénomènes a longtemps reposé sur des approches purement hydrodynamiques – et donc indépendantes des particules elles-mêmes - , on sait maintenant que le détail de la nature des contacts entre particules, de leur rugosité, et éventuellement des interactions colloïdales entre elles peuvent être prépondérants.
Nous nous intéressons dans ce travail au phénomène de resuspension visqueuse, qui consiste à étudier la compétition entre la gravité et le cisaillement qui, via des « collisions » entre particules s’oppose à la sédimentation. Par des observations aux rayons X et par microscopie confocale, nous avons récemment pu déterminer les profils de concentration en fonction du taux de cisaillement. Les résultats infirment au moins partiellement les modèles phénoménologiques existants. En particulier, la migration induite par le cisaillement n’est pas linéaire avec les forces visqueuses, ce qui indique fortement que des forces non-hydrodynamiques sont à prendre en compte, en cohérence par ailleurs avec le comportement rhéologique de ces suspensions.