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Accueil du site > Recherche > Projets > Thème Fluides & Matériaux Complexes > Rhéologie et microstructure de suspension de fibres

Rhéologie et microstructure de suspension de fibres

- Porteur : Peters François

- Collaborateurs LPMC : Kuzhir Pavel, Lobry Laurent, Lemaire Élisabeth

- Collaborateurs extérieurs : Ausias Gilles (Laboratoire d’Ingénierie des MATériaux de Bretagne (LITMATB))

- Doctorants/Post-docs : Bounoua Nahed Sihem

- Soutiens financiers : Bientôt disponible...

- Plateformes technologiques : Centre de micro & nanorhéométrie

- Description :

Les fibres courtes sont couramment utilisées pour améliorer les propriétés mécaniques, thermiques ou électriques des plastiques. L’optimisation des procédés de fabrication des plastiques chargés passe par la connaissance de la rhéologie des suspensions de fibres et de l’orientation de celles-ci, dont dépendent fortement les propriétés finales du composite.

Cependant, l’étude de l’écoulement de suspensions semi-diluées ou concentrées de fibres pose des difficultés importantes tant conceptuelles qu’expérimentales. Les propriétés rhéologiques sont en effet difficiles à prédire et à modéliser en raison du fort couplage qui existe entre les interactions que les fibres subissent entre elles, leur orientation et l’écoulement. D’un point de vue expérimental, les propriétés rhéologiques sont délicates à mesurer en rhéométrie classique en raison de la présence d’artefacts tels que la migration qui rend inhomogène la suspension ou les effets de parois qui, localement modifient considérablement l’orientation des fibres. Or, le comportement rhéologique dépend fortement de l’orientation des fibres et de leur concentration.

Nous réalisons des expériences en vue d’obtenir des informations précises et fiables sur la viscosité, les contraintes normales et la microstructure d’une suspension concentrée de fibres. En particulier des expériences de retournement d’un écoulement de cisaillement simple donne des informations importantes sur le couplage entre orientation des fibres et viscosité. En effet, au moment de l’inversion du sens de l’écoulement, la viscosité d’une suspension de fibres croît vers un maximum ou les fibres sont orientées à 45° par rapport l’axe de la vitesse puis décroît pour retrouve la valeur qu’elle avait avant l’inversion du sens de l’écoulement. Les autres expériences consistent à mesurer plus précisément que ce qui est fait en rhéométrie conventionnelle, les différences de contraintes normales et les contraintes normales particulaires (voir projet Rhéologie des suspensions et migration).

Enfin, nous comptons mesurer l’orientation de la fibre directement à l’aide d’un dispositif spécifiquement développé pour les mesures de microstructures dans les suspensions concentrées non brownienes (voir projet Rhéologie locale des suspensions concentrées).

Mots-clés

Fluides & Matériaux Complexes, Rhéologie des Suspensions