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Gouttes et billes sous grande déformation biaxiale : le rôle de la viscosité et de l'élasticité / C.-A. Charles in RHEOLOGIE, Vol. 42 (12/2022)

[article]  inRHEOLOGIE > Vol. 42 (12/2022) . - n.p. Titre : Gouttes et billes sous grande déformation biaxiale : le rôle de la viscosité et de l'élasticité Type de document : texte imprimé Auteurs : C.-A. Charles, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n.p. Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Chimie physique et théorique Hydrodynamique Rhéologie Index. décimale : 532.05 Mécanique des fluides et des liquides - Dynamique (cinétique et cinématique) Résumé : La compréhension des phénomènes de déformation de gouttes après impact constitue un enjeu considérable pour des secteurs industriels tels que l'impression par jet d'encre, l'application de pesticides, le revêtement par pulvérisation, etc. Pourtant, la description des déformations biaxiales subies par des gouttes de fluides non-newtoniens, pour lesquels les effets de viscosité et d'élastiçité jouent un rôle, fait défaut. Pour ces raisons, nous étudions les déformations subies par des gouttes de fluides complexes après impact. Un premier dispositif expérimental s'appuyant sur l'effet Leidenfrost froid, lors duquel une fine couche d'azote s'évapore sous la nappe en expansion, nous permet d'être dans les conditions idéales pour étudier le phénomène d'impact sans dissipation causée par cisaillement. Ces conditions expérimentales simplifiées couplées avec des fluides modèles dont les propriétés viscoélastiques peuvent être ajustées nous ont permis de modéliser la dynamique d'expansion de nappes de fluides newtoniens jusqu'à des viscosités élevées et des fluides de Maxwell dont le temps de relaxation caractéristique est plus grand, plus petit ou comparable au temps caractéristique de l'expérience. Ce modèle s'inspire du mouvement d'un oscillateur harmonique amorti non-linéaire. Nous avons également pu identifier, grâce à nos conditions expérimentale simplifiées, le mode de dissipation associé au processus d'expansion de nappes liquides sur des surfaces répulsives comme étant due à la viscosité extensionnelle biaxiale. La compétition entre les effets de cette viscosité extensionnelle biaxiale et de la viscosité due au cisaillement est évaluée ensuite grâce à un deuxième dispositif expérimental plus pragmatique. Dans ce cas, les gouttes sont impactées sur de petites surface solides de tailles variables. Nous nous intéressons aussi à l'émergence et à la dynamique du bourrelet entourant une nappe visqueuse en expansion. Nous présentons des mesures directes du champ d'épaisseur de la nappe qui permettent de mesurer les évolutions temporelles de la forme et du volume du bourrelet. Un modèle analytique est développé pour prédire la vitesse de remplissage du bourrelet. Note de contenu : - Dissipation visqueuse biaxiale extensionnelle dans une nappe en expansion libre - Effets viscoélastiques et élastocapillaires lors d'impacts de gouttes sur une surface répulsive - Compétition entre dissipation visqueuse de cisaillement et biaxiale extensionnelle lors de l'expansion de nappes liquides - Etude du bourrelet autours de nappes visqueuses en expansion Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=38655 [article]

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Dérivation de modèles constitutifs : de la microstructure à la rhéologie des suspensions denses molles / N. Cuny in RHEOLOGIE, Vol. 42 (12/2022)

[article]  inRHEOLOGIE > Vol. 42 (12/2022) . - n.p. Titre : Dérivation de modèles constitutifs : de la microstructure à la rhéologie des suspensions denses molles Type de document : texte imprimé Auteurs : N. Cuny, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n.p. Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Dispersions et suspensions Fluides à seuils Microstructures Rhéologie Index. décimale : 532.05 Mécanique des fluides et des liquides - Dynamique (cinétique et cinématique) Résumé : Cette thèse s'intéresse à la dérivation de modèles constitutifs pour décrire la rhéologie des suspensions denses molles en partant de l'échelle microscopique des particules composant ces systèmes. Nous avons développé une démarche originale permettant d'obtenir une équation fermée sur le tenseur des contraintes à l'échelle macroscopique à partir de la dynamique des entités constitutives de la suspension à l'échelle microscopique. Cette méthode a tout d'abord été appliquée au cas de suspensions denses molles au-dessus de leur densité de jamming, pour lesquelles le modèle ainsi obtenu décrit un comportement de fluide à seuil de Bingham. Ce modèle reproduit par ailleurs un certain nombre de propriétés rhéologiques non-triviales des suspensions au-dessus du jamming et permet de les expliquer par des mécanismes simples au niveau de la microstructure du système. Nous avons également appliqué cette dérivation au cas de suspensions denses molles en-dessous de leur densité de jamming et montré que le modèle ainsi obtenu capture bien le caractère rhéofluidifiant de celles-ci. Note de contenu : - Dérivation au-dessus du jamming - Rhéologie 2D au-dessus du jamming - Dérivation en-dessous du jamming Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=38656 [article]

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Rôle des contacts adhésifs et frottants dans la rhéologie des suspensions non-browniennes / D. Gilbert in RHEOLOGIE, Vol. 42 (12/2022)

[article]  inRHEOLOGIE > Vol. 42 (12/2022) . - n.p. Titre : Rôle des contacts adhésifs et frottants dans la rhéologie des suspensions non-browniennes Type de document : texte imprimé Auteurs : D. Gilbert, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n.p. Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Adhésion Dispersions et suspensions Particules (matières) Rhéofluidifiants Rhéologie Index. décimale : 532.05 Mécanique des fluides et des liquides - Dynamique (cinétique et cinématique) Résumé : La rhéologie des suspensions est un domaine qui a connu une petite révolution il y a une dizaine d'années. La mise en évidence de contacts solides entre les particules a permis d'ouvrir la voie à de nombreux travaux mêlant notamment rhéologie et tribologie. La présence de rhéofluidification dans les suspensions non-browniennes concentrées est un phénomène qui est souvent observé. L'origine de ce phénomène peut être double, soit il provient de la friction entre les particules qui varie avec la contrainte, soit il provient de la présence d'adhésion. A ce jour, aucune étude n'a permis de mettre en évidence l'impact de l'élasticité des particules sur la rhéofluidification de ces systèmes. Dans ce contexte, je propose dans cette thèse une étude expérimentale de l'impact de la rigidité et de la forme des particules sur la rhéofluidification de suspensions non-browniennes frictionnelles, adhésives ou non-adhésives. Je montre ainsi que le comportement des suspensions de particules molles en absence d'adhésion est comparable à celui des suspensions de sphères rigides frictionnelles dans la limite où la déformation des particules ne contribue pas à l'écoulement. Pour des suspensions de particules cubiques non-adhésives, fabriquées en microlithographie, je montre que la rhéologie est très différente de celle de suspensions de sphères, notamment avec l'apparition à basse fraction volumique d'une forte contribution des contacts. De plus, les fractions volumiques de blocage sont très inférieures à celles de suspensions de sphères rigides. Dans un second temps j'étudie l'impact du module d'élasticité sur la viscosité de suspensions adhésives de particules sphériques de PDMS, fabriquées grâce à un dispositif microfluidique. En comparant le comportement rhéofluidifiant de deux suspensions de particules de modules de Young différents (1,8 et 15 MPa), je montre que, conformément au modèle JKR, la contrainte caractéristique d'adhésion est indépendante du module d'élasticité des particules, tandis que le comportement rhéofluidifiant est d'autant plus marqué que les particules sont molles. Je montre que, aussi bien dans le régime adhésif (i.e. pour des contraintes inférieures à la contrainte caractéristique d'adhésion) que dans le régime frictionnel (pour des contraintes très supérieures à la contrainte d'adhésion), la rhéologie peut être prédite à partir des propriétés de contact des particules. Enfin, pour chacun des systèmes précédents, j'effectue des protocoles d'inversion de cisaillement afin de dissocier la contribution des forces de contact de la contribution des forces hydrodynamiques. En outre, ces expériences mettent en évidence pour la première fois la relaxation des forces de contact au moment de l'inversion du sens de l'écoulement qui avait été prédite par des simulations numériques antérieures. Note de contenu : - Suspensions de particules molles frictionnelles - Suspensions de particules molles frictionnelles et adhésives Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=38657 [article]

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Adhésion entre films de polytétrafluorothylène (PTFE) : influence des conditions de fabrication / A. Mocellin in RHEOLOGIE, Vol. 42 (12/2022)

[article]  inRHEOLOGIE > Vol. 42 (12/2022) . - n.p. Titre : Adhésion entre films de polytétrafluorothylène (PTFE) : influence des conditions de fabrication Type de document : texte imprimé Auteurs : A. Mocellin, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n.p. Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Adhésion Couches minces Interfaces (Sciences physiques) Polytétrafluoréthylène Rupture (mécanique) Index. décimale : 668.9 Polymères Résumé : L'objectif de ce travail est de comprendre les mécanismes d'adhésion entre deux films de PTFE et d'en déduire les paramètres importants pour le soudage des films. Un dispositif expérimental original de pégosité a été développé et a permis l'analyse de l'influence de la température, du temps et de la pression de contact sur les propriétés d'adhésion à l'interface. Le rôle de l'interdiffusion des chaînes dans la phase amorphe du polymère dans l'adhésion est étudié. Une température de contact supérieure à la fusion, facilitant la mobilité des macromolécules, est nécessaire pour obtenir une bonne adhésion. L'augmentation du temps de contact ne montre pas de variation significative de la qualité d'adhésion dans la gamme de temps de contact étudiée. Au-dessus de la fusion, en fonction de la pression de contact, deux modes de rupture sont identifiés. La rupture à l'arrachement est réalisée soit via un décollement interfacial, soit via une fracture du film. Une pression seuil existe entre ces deux modes de rupture : plus le temps de contact est long, plus la pression seuil est basse. Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=38658 [article]

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