Rhéologie des pâtes granulaires

par Nicolas Huang

Thèse de doctorat en Physique des liquides

Sous la direction de Daniel Bonn.

Soutenue en 2006

à Paris 6 .


  • Résumé

    Les pâtes granulaires passent d'un écoulement localisé vers un écoulement non-localisé lors de l’augmentation du taux de cisaillement. Le nombre de Leighton, rapport entre les forces lubrifiée et frictionnelle, caractérise cette transition et définit un taux de cisaillement critique en-dessous duquel aucun écoulement stationnaire sans localisation ne peut exister. Par ailleurs, à l’aide d’expériences en IRM et en rhéologie classique, nous définissons une viscosité pour les pâtes granulaires. Il faut pour cela tenir compte du profil de concentration des particules, profil engendré par la migration des particules vers les zones faiblement cisaillées lors de l'écoulement. La viscosité est donnée par une loi constitutive qui fait intervenir les équations de la courbe d'écoulement et de Krieger-Dougherty. Enfin, des suspensions rhéoépaississantes de fécule de maïs présentent également une transition d'un régime localisé vers un régime non-localisé autour d'un seuil de rhéoépaississement.

  • Titre traduit

    Rheology of granular pastes


  • Résumé

    We study the rheology of a non-Brownian granular paste. The usual picture for granular pastes is that there is a transition from frictional to lubricated _ows with increasing shear rate. We show that, in fact, there is a transition from a localized _ow to a _ow without localization. The pertinent parameter characterizing this transition is the Leighton number Le = _s ˙ _ , the ratio of lubrication to frictional forces. Le de_nes a critical shear rate below which no steady _ow without localization exists. Moreover, using both MRI investigation techniques and classical rheology studies, we de_ne a viscosity for granular pastes. To do such, migration of particles towards weakly sheared regions must be taken into account. This migration leads to a particle concentration pro_le. The viscosity is given by the constitutive law, with two equations intervening : the _ow curve equation _ = _(_) ˙ , and the Krieger-Dougherty equation _(_) = _s _ 1 − _ _m _−2,5 _m. Finally, we study shear-thickening corn starch suspensions, which also present a transition from a localized to a non-localized regime around a critical shear-thickening threshold.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. ( [VII-126] p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 119-126. 127 réf. bibliogr.

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Sorbonne Université. Bibliothèque de Sorbonne Université. Bibliothèque Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2006 278
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.