Fragmentation d'une suspension de particules solides

Fragmentation of a solid particules suspension

• Auteur / Autrice : Joris Château
• Direction : Elisabeth Guazzelli, Henri Lhuissier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et physique des fluides
• Date : Soutenance le 27/09/2018
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut universitaire des systèmes thermiques industriels (IUSTI) (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Clanet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Matthieu Roché, Élisabeth Lemaire
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anke Lindner, Hamid Kellay

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sédiments en suspension

Particules (matière)

Fluides

Mots clés libres

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Résumé

Cette thèse aborde la fragmentation d'un milieu lui-même divisé, en l'occurrence, un liquide visqueux contenant des billes ou fibres solides interagissant uniquement mécaniquement. Des expériences sur des ponts et jets capillaires étirés permettent de distinguer un étirement newtonien du jet de sa brisure catastrophique résultant d'effets de taille finie. La phase d'étirement est déterminée par une viscosité élongationnelle, indiscernable de celle de cisaillement pour des billes, et en accord avec des prédictions existantes supposant un alignement des fibres avec le jet. La brisure est caractérisée par le diamètre du jet auquel elle se manifeste. Ces éléments permettent d'expliquer la longueur d'un jet de suspension mesurée sur une large gamme de débits, viscosités du liquide et tailles des billes, couvrant les régimes d'étirement visqueux et inertiel et les régimes où les effets capillaires dominent ou sont écrantés par les effets de taille finie. Ils serviront de base à la compréhension des tailles gouttes produites par la fragmentation et documentées ici

This thesis address the fragmentation of a media which is itself divided, which is is this case a viscous liquid containing solid beads or fibers that are only interacting through mechanical contacts. Experiments on capillary bridges and elongated capillary jets are carried out in order to distinguish a Newtonian elongation from a catastrophic break-up, the latter resulting from the discrete size effects. The stretching regime is determined by an elongational viscosity, indistinguishable from shear viscosity in the case of the beads, and in agreement from existing theories for aligned fibers in the jet. The break-up is characterized by the diameter at which it occurs. All these elements allow to explain the length of a jet of suspension, measured over a wide range of debits, liquid viscosity and beads diameter, for the viscous and inertial stretching and regimes where capillary effects dominates or are screened by finite size effects. They will be useful for the understanding of the droplets sizes produced during the fragmentation, documented in this manuscript