Une étude expérimentale de l'injection de fluides d'Herschel-Bulkley en milieu poreux

par Xavier Clain

Thèse de doctorat en Structures et Matériaux

Sous la direction de Philippe Coussot.

Soutenue le 04-10-2010

à Paris Est , dans le cadre de École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-2015) , en partenariat avec Laboratoire Navier (Paris-Est) (laboratoire) et de Rhéophysique (équipe de recherche) .

Le jury était composé de Philippe Coussot, Christophe Chevalier, Anke Lindner, Pierre-Yves Hicher.

Les rapporteurs étaient Christophe Lanos, Benjamin Herzhaft.


  • Résumé

    L'écoulement à travers un milieu poreux d'un fluide non newtonien, est un problème récurrent rencontré dans de nombreux domaines de l'industrie et dont la difficulté réside à la fois dans la géométrie complexe du milieu poreux et dans le caractère non-linéaire des matériaux utilisés. Dans cette thèse, nous adoptons une approche différente de celle menée dans les travaux antérieurs, en nous basant principalement sur l'expérimentation. En procédant à des essais systématiques d'injection dans un milieu poreux dont nous pouvons contrôler les données géométriques, nous montrons qu'un gradient de pression seuil, étant proportionnel au seuil du fluide et inversement proportionnel à la taille typique des pores, doit systématiquement être dépassé pour mettre le fluide en écoulement.En outre, nous étudions la possibilité de regrouper, via un redimensionnement, l'ensemble des résultats sur une courbe maîtresse et établir ainsi une base pour l'établissement d'une loi générale d'écoulement

  • Titre traduit

    An empiric study of the injection of Herschel-Bulkley fluids in porous media


  • Résumé

    The flow of a non-newtonian fluid through a porous medium is a matter of importance in several industrial applications whose difficulty arises from both the complex geometry of the porous medium and the non-linear behaviour of the complex fluids. In this thesis we investigate the flow of Herschel-Bulkley fluids via a mainly experimental approach and aim to set a generalized law for this particular type of complex fluid in porous medium.Our experimental set-up allows us to perform systematic trials of injection in model porous media whose we can control geometrical parameters. We show that a threshold pressure gradient, proportional to the yield stress and inversely proportional to the particles mean diameter has to be systematically surpassed to make the fluid flow through the porous medium. We also investigate the possibility, thanks to a resizing, to gather all the experimental data on a master curve representative of a generalized law


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