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Les suspensions de billes rigides dans un fluide newtonien : un matériau complexe ?

Frédéric Blanc

Mercredi 24 septembre 2014

à 11h en salle C. Brot

Malgré son apparente simplicité, une collection de billes rigides dispersées dans un fluide newtonien exhibe des comportements mécaniques complexes. Loin de m’étendre sur l’ensemble de ces propriétés, je focaliserai mon exposé sur deux phénomènes :

(i) Lorsqu’on inverse le sens de cisaillement d’une telle suspension de sphères, on constate que la viscosité chute brutalement avant de se rétablir à la valeur qu’elle avait avant l’inversion.

(ii) La sédimentation verticale d’une grosse bille dense dans une suspension est affectée par l’application d’un cisaillement oscillant horizontal. De manière surprenante, l’application de ce cisaillement croisé permet de significativement augmenter la vitesse de chute de la bille. Je montrerai que ces deux effets sont liés à l’existence d’une distribution spatiale non isotrope des particules solides pendant l’écoulement. Une telle microstructure asymétrique est due à des contacts solides entre particules via leur rugosité de surface. C’est l’existence de tels contacts qui est en partie respon- sable de la rhéologie complexe des suspensions de sphères dures.

Mots-clés

Fluides & Matériaux Complexes