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Accueil du site > Recherche > Projets > Thème Fluides & Matériaux Complexes > Rhéologie de suspensions magnétiques

Rhéologie de suspensions magnétiques

- Porteur : Kuzhir Pavel

- Collaborateurs LPMC : Bossis Georges, Meunier Alain, Volkova Olga

- Collaborateurs extérieurs : Lopez-Lopez M. T. et Gonzalez–Caballero F. (Université de Granada, Espagne), Zubarev A. (Université Fédérale de l’Oural, Ekaterinburg, Russie)

- Doctorants/Post-docs : Rodriguez-Arco L. (Université de Grenade, Espagne)

- Soutiens financiers : PICS avec la Russie ; projet collaboratif financé par le gouvernement de l’Andalousie (Espagne)

- Plateformes technologiques : Centre de micro & nanorhéométrie

- Description :

Les suspensions magnétiques sont les suspensions de particules magnétisables micrométriques dans un liquide-porteur organique ou inorganique. En l’absence de champ magnétique ces suspensions se comportent comme des suspensions de sphères dures, donc comme des fluides Newtoniens. Lorsqu’on applique un champ magnétique, les particules acquièrent un moment magnétique, et attirent l’une l’autre pour former des agrégats alignés dans la direction du champ. Ces agrégats obstruent des canaux d’écoulement et induisent un seuil d’écoulement (contrainte seuil) qui est régi de façon réversible par l’intensité du champ appliqué. Un tel renforcement de propriétés viscoélastiques contrôlé par le champ magnétique (effet magnétorhéologique) donne lieu à des plusieurs applications industrielles dont la plus importante est l’amortissement actif des suspensions dans le domaine des transports.

Le projet actuel a pour but la compréhension du rôle des différents paramètres physiques (intensité et orientation du champ magnétique ; morphologie, composition et fraction volumique des particules) sur l’effet magnétorhéologique. Même si les études intensives dans le domaine se poursuivent dans le monde entier depuis approximativement 40 ans, elles sont principalement focalisées sur une géométrie particulière de l’écoulement – le cisaillement simple entre deux plans avec un champ magnétique perpendiculaire aux plans. L’effet de l’orientation du champ et de la morphologie des particules magnétiques n’est analysé que partiellement.

Dans ce projet nous employons les moyens du Centre de micro- et nanorhéométrie pour des études expérimentales de la rhéologie des suspensions magnétiques : les rhéomètres rotatifs Thermo Haake RS 600 et Anton Paar Physica MCR 301, le rhéomètre capillaire Malvern Rosand RH7 et le viscoanalyseur MetraVib DMA450. Le développement théorique est basé sur l’analyse de la de la microstructure de la suspension sous écoulement et champ magnétique, ce qui permet de remonter à des propriétés viscoélastiques macroscopiques en fonction du champ. Une attention particulière est portée aux instabilités des écoulements induites par le champ magnétique ainsi qu’au rôle de la friction solide/lubrification entre particules sur la réponse mécanique des suspensions en présence d’un champ et d’un écoulement.

Mots-clés

Fluides & Matériaux Complexes, Magnétorhéologie - Nanomatériaux