Porteur : Kuzhir Pavel

 Collaborateurs LPMC : Bossis Georges, Persello Jacques, Volkova Olga

 Collaborateurs extérieurs : Bashtovoi Victor (Université National Technique du Bélarus, Minsk, Biélorussie), Beruto Dario (Institut de Chimie, Université de Gênes)

 Doctorants/Post-docs : Magnet Cecilia

 Soutiens financiers : Convention Franco-Biélorusse CNRS/FRFRB

 Plateformes technologiques : Centre de micro & nanorhéométrie

 Description :

Ce projet porte sur des écoulements de fluides magnétiques en présence d’un gradient d’un champ magnétique. Lors de ces écoulements, les particules magnétiques se concentrent dans les zones où le champ magnétique est le plus fort et peuvent ainsi bloquer l’écoulement. L’importance industrielle de cette étude repose sur les applications des fluides magnétiques dans des amortisseurs contrôlables, paliers hydrodynamiques contrôlable ainsi que dans la technologie de polissage de surfaces optiques où ont lieu des écoulements complexes de ces fluides en présence d’un champ magnétique fortement inhomogène. La concentration des particules par le gradient de champ peut avoir des effets positifs sur le fonctionnement du dispositif (élargissement de la plage de contrôle de pression/débit) et négatifs (instabilités ou blocage complet de l’écoulement). A l’heure actuelle, ces écoulements sont encore mal maîtrisés et la compréhension de phénomènes de migration de particules sous l’effet mutuel d’un écoulement imposé et d’un gradient de champ magnétique est cruciale pour l’avancement des technologies magnétorhéologiques. De plus, pour ces écoulements, on s’attend à des phénomènes non linéaires spécifiques à la nature hétérogène du champ appliqué (instabilité de l’écoulement due au blocage/déblocage périodique, hystérésis de la courbe débit/pression). Ce projet présente ainsi un intérêt académique remarquable. Le projet se concentrera sur les tâches suivantes :

• Étude expérimentale des écoulements de suspensions de particules magnétiques sous un gradient de champ dans des géométries différentes (capillaire droit, écoulements dans des canaux rétrécissant/élargissant) ;
• Étude d’un effet de la forme de particules magnétiques sur le blocage des écoulements ;
• Modélisation analytique et numérique de la migration de particules et des champs de vitesses et de pression dans les écoulements.
• Cette étude fondamentale sous tendra une application relative au piégeage de nanoparticules magnétiques dans un écoulement avec pour application la dépollution des eaux. Il s’agira pour l’aspect rhéologique de concevoir et de modéliser un dispositif de piégeage de nanoparticules magnétiques en assurant un débit optimum et une recirculation de ces particules dans un circuit secondaire de traitement du polluant. Ce travail fait l’objet de la thèse de Cécilia Magnet en collaboration avec le P^r D. Beruto de l’Université de Gênes.

La caractérisation expérimentale en écoulement capillaire sera réalisée avec le rhéomètre capillaire Malvern-Bohlin RH700. La modélisation des écoulements reposera sur un modèle diphasique d’une suspension de particules adapté aux fluides magnétiques.

Le projet sera également développé en collaboration avec l’Université Technique de Minsk (Biélorussie) dans le cadre d’une convention franco-biélorusse CNRS/FRFRB.