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Accueil du site > Séminaires > Archives > Année 2011 > Geoffroy Kirstetter et Romain Morini

Exposés pédagogiques

Geoffroy Kirstetter et Romain Morini

à 11h en salle C. Brot

Mode d’action de molécules fluidifiantes : Effet sur la rhéologie et la sédimentation de suspensions de carbonate de calcium

Romain Morini

Les fluidifiants utilisés dans l’industrie cimentaire permettent d’augmenter la fraction volumique en particules de la suspension afin de conférer des propriétés mécanique importantes au béton tout en conservant une maniabilité satisfaisante lors de sa mise en oeuvre. Notre étude est centrée sur le mode d’action du fluidifiant sans ce soucier de la prise du béton. Nous étudions alors une suspension modèle de particules minérales de carbonate de calcium qui a un pH et des ions libres en solution proche de ceux du ciment.

Durant cette deuxième année de thèse nous avons testé différentes structures de molécules fluidifiantes afin d’isoler le mode d’action de ces dernières. Ces molécules ont une structure « peigne » : elles sont formées d’un squelette et de plusieurs ramifications. La partie squelette à une grande affinité avec les particules et les ramifications avec le solvant, ceci permet de diminuer les interactions interparticulaires en créant un volume exclu aux particules. Différentes longueurs de ramification ont été testées. Des particules de petites tailles ( 100 nm) offrant une importante surface spécifique au fluidifiant ont été synthétisées au laboratoire. Ces particules très pures forment un système critique (forte agrégation) pour tester l’efficacité des fluidifiants. Des expériences de rhéologie, de viscosité capillaire et de sédimentation ont montré les limitations de l’effet des fluidifiants sur des suspensions faiblement concentrées de ces nanoparticules (< 10 %wt en volume). [1, 2] Nous avons également étudié l’effet des fluidifiants sur des suspensions plus proche des bétons (taille et rugosité) à de très grande fraction volumique. Cette étude a mit en évidence un comportement rhéo-épaississant de ces suspensions qui apparaît avec l’ajout de fluidifiant et avec la diminution de la contrainte seuil. [3]

[1] M.Wafra, « Sedimentation en presence d’agregation dans les suspensions colloidales : Etude experimentale des suspensions de carbonatde de calcium », thèse de l’Université de Paris Nord (1994)

[2] D.Senis, « Agregation, gelification et sedimentation dans les suspensions colloidales et les fluides complexes », thèse de l’Université de Paris 6 (1998)

[3] E.Brown & al, « Generality of shear thickening in dense suspensions », Nature Materials 9, 220–224 (2010)

Impact d’un jet sur un film liquide.

Geoffroy Kirstetter

Lors de cet exposé je vais présenter les résultats obtenus durant ma première année de thèse au LPMC. Nous étudions expérimentalement l’impact d’un jet millimétrique d’eau savonneuse sur un film de savon. En fonction de l’angle d’incidence et de la vitesse du jet, deux situations qualitativement différentes sont mises en évidence. Lorsque les effets inertiels dominent, le jet traverse le film sans le rompre et subit une déviation par rapport à sa direction initiale. Nous parlerons de « jet réfracté ». La seconde situation est observée lorsque les effets capillaires deviennent prépondérants. Le jet ne traverse plus le film, il suit une trajectoire oscillante à l’intérieur du film. Nous parlerons dans ce cas d’ « absorption » élastique. Au delà de l’intérêt fondamental de cette étude et de l’analogie que l’on peut dresser avec l’optique, ces résultats sont prometteurs par rapport aux applications sous jacentes concernant le contrôle de la stabilité des mousses liquides.

Mots-clés

Fluides & Matériaux Complexes