Orientation préférentielle de forme dans les magmas : modélisation analogique 3D en cisaillement simple

par Laurent Arbaret

Thèse de doctorat en Sciences de la terre, pétrophysique

Sous la direction de Hervé Diot.

Soutenue en 1995

à Clermont-Ferrand 2 .


  • Résumé

    Le developpement de l'orientation preferentielle de forme (opf) de particules rigides en suspension dans un fluide newtonien en regime de cisaillement simple a ete experimentalement reproduit dans un appareillage a cylindres coaxiaux contrarotatifs. La modelisation analogique 2d a l'aide de particules sur une matrice de silicone montre que l'opf dans les suspensions faiblement concentrees evolue pour des cisaillements faibles en parfaite correspondance avec le modele de rotation de jeffery (1922). Cependant, a haut cisaillement elle est controlee par les interactions de type tuilage entre particules qui engendrent une stabilisation de la fabrique pres du plan de cisaillement avec une intensite correspondante faible. La modelisation 3d de l'opf de particules naturelles dans une matrice visqueuse composee d'un melange de boropolysiloxane et de plasticine confirme les resultats acquis en deux dimensions. En outre, l'acquisition de la lineation apparait precoce alors que le developpement de la foliation dependra de la forme des particules. La stabilisation de la fabrique 3d a hauts cisaillements est due a la superposition de l'influence des interactions entre particules, de la distribution de forme des particules ainsi que de la morphologie triaxiale de ces dernieres. L'evolution de l'opf dans les suspensions solides peut etre ainsi decrite par un modele a deux stades. Le premier stade correspond a une opf dont l'evolution en direction et intensite est en bonne correspondance avec le modele theorique. A partir d'un seuil de cisaillement qui depend essentiellement de la concentration en particules, apparait un stade d'etat stationnaire des proprietes directionnelles de la fabrique ou les relations quantitatives entre opf et intensite de deformation deviennent indeterminables mais au cours duquel la rotation des particules obeit toujours au modele de jeffery


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  • Détails : 1 vol. (264 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.211-216

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