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Thèse soutenue

Fluides à seuil : modèles structurels et phénoménologiques

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Auteur / Autrice : Pierre Doremus
Direction : Jean-Michel Piau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences
Date : Soutenance en 1989
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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De nombreux fluides sont fabriques a partir de deux composants: un polymere et une charge. Les enchevetrements de leurs macromolecules et les liaisons physiques polymere-charge creent un materiau constitue d'un reseau tridimensionnel qui manifeste certaines resistances a l'ecoulement: ce sont des fluides a seuil. L'aspect structurel de ces materiaux est rarement pris en compte dans les lois de comportement. Actuellement c'est encore le modele de bingham, ainsi que ses ameliorations ulterieures qui sont les plus utilises. Base sur une description microscopique, ce travail presente la modelisation structurelle et phenomenologique de fluides a seuil. Les cinetiques d'evolution des reseaux sont ecrites pour rendre en compte un mecanisme de rupture des jonctions polymere-charge qui sont a la base des seuils de contrainte. Des resultats experimentaux permettent d'ajuster certains parametres et d'orienter le choix des fonctions d'evolution. La reponse du modele est analysee en ecoulements simples: cisaillement, elongation bidimensionnelle, uniaxiale et biaxiale, ecoulement inverses, cisaillement dynamique et deformations brusques. Les fonctions materielles, les seuils et concentrations sont presentes et discutes. Le modele est apte a refleter et interpreter les resultats experimentaux usuels de la litterature. De plus, il se degage de cette etude des processus rheometriques bien definis, specifiques aux fluides a seuil et permettant de regler le probleme de l'etat initial. Les mecanismes structurels mis en jeu montrent le caractere anelastique du materiau et mettent en evidence la notion de memoire figee. Celle-ci est ensuite appliquee a des lois phenomenologiques classiques: maxwell, oldroyds, giesekus. Le cas simple, derive de celui de maxwell, est compare aux lois existantes, generalement issues du modele de bingham