Thèse soutenue

Rotation de Quincke dans des suspensions
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Nicolas Pannacci
Direction : Élisabeth Lemaire
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Nice
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)

Résumé

FR  |  
EN

La rotation de Quincke est la mise en rotation spontanée d’un objet isolant immergé dans un fluide faiblement conducteur et soumis à un champ électrique continu suffisamment intense. Nous nous intéressons aux effets de cette électrorotation sur les propriétés électriques et mécaniques de suspensions de particules isolantes de Polyméthyl méthacrylate (PMMA) de 6 à 200 micromètres de diamètre. Le fluide suspendant est réalisé à partir d’huiles diélectriques minérales ou organiques rendues légèrement conductrices (conductivité voisine de 10-8 S/m) par l’ajout de surfactants (dodécyl benzène sulfonate ou « AOT »). Nous montrons au travers d��un modèle de conduction et de résultats expérimentaux que la rotation de Quincke est responsable d’une augmentation de la conductivité électrique apparente des suspensions. Nous mettons d’autre part en évidence théoriquement et expérimentalement un fort effet électro-rhéologique « négatif » : sous champ électrique des diminutions de viscosité de près d’un ordre de grandeur sont mesurées en géométrie de Couette cylindrique. Une augmentation de débit en rapport est obtenue pour un écoulement de la suspension dans un canal rectangulaire de 1mm d’épaisseur. Ce dernier effet existe aussi, plus modeste, dans un canal de 200 micromètres d’épaisseur démontrant la possibilité d’utiliser la rotation de Quincke aux échelles de la microfluidique. Diverses observations rapportées (structuration en bandes, décomposition en une phase riche et une phase pauvre en particules,…) et discutées comme autant de sources d’écart à la théorie ou de pistes pour de nouvelles études (structures en chevrons, écoulements auto-entretenus).