Dynamique de structuration des milieux complexes : caractérisation rhéologique et optique des milieux dispersés concentrés

par Guillaume Toussaint

Thèse de doctorat en Rhéologie de la matière complexe, des fluides et matériaux industriels

Sous la direction de Patrice Flaud.

Soutenue en 2006

à Paris 7 .


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est de caractériser et d'interpréter les phénomènes observés dans l'étude des fluides complexes, et en particulier les milieux dispersés concentrés. Nous avons développé et validé un dispositif de rhéo-optique fournissant simultanément des paramètres macroscopiques (viscosité) et microscopiques (rétrodiffusion et transmission laser par le milieu). Il a été utilisé sur différentes suspensions, et en particulier le sang (utilisé comme fluide modèle), pour lequel nous avons montré que la déformabilité des globules rouges était à l'origine de l'anisotropisation optique du milieu sous écoulement. Un index optique a été introduit pour quantifier l'anisotropisation des signaux rétrodiffusés par le milieu étudié. L'outil numérique a été utilisé afin de lier les grandeurs mesurables fournies et l'état de structuration du matériau. Nous avons validé et utilisé un code 2D simulant la structuration/déstructuration d'une suspension de particules en interaction au non, au sein d'un fluide, sous l'effet d'un cisaillement imposé. Il permet l'accès à la viscosité équivalente de la suspension et à son état de structuration à tout instant. Nous avons développé un code 3D simulant la diffusion de la lumière par une suspension lors d'une cinétique d'agrégation. Les résultats ont été confrontés de façon satisfaisante à ceux obtenus expérimentalement pour des suspensions de billes de verre argentées.

  • Titre traduit

    Dynamic of structuration of the complex media : rheological and optical caracterisations of the concentrated dispersed media


  • Résumé

    The aim of the thesis is to clarify and to understand the phenomena observed in the study of complex fluids, and particularly concentrated dispersed media. We have developed and validated a rheo-optical experiment providing simultaneously both macroscopic (viscosity) and microscopic (backscattered and transmitted laser by the medium) parameters. It was used on various suspensions, and in particular on blood (used as a model fluid), for which we showed that deformability of the red blood cells led to the optical anisotropisation of the medium under flow. An optical index has been introduced to quantify the anisotropisation of transmitted and backscattered signals by the studied medium. The numerical tool has been used to link the mesurable provided datas and the structuring state of the material. We validated and used one 2D code simulating the structuration/ destructuration of a suspension of particles interacting or not, into a suspending fluid, under the effect of an applicated shear rate. It gives access to an equivalent viscosity and to the state of structuration at every time. We developed a 3D code simulating diffusion of light by a suspension during an aggregation kinetic. The results have been compared in a satisfactory way with those obtained from the experiment for suspensions of silver coated hollow glass spheres.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (162 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 88 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2006) 172
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