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Soutenance de Jérémy Ferrand

Écoulements et écrasements de fluides : effet du mouillage et de la rhéologie
When Sep 15, 2017
from 02:00 PM to 04:00 PM
Where Amphi Schrödinger
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Attendees Jérémy Ferrand
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La vidange d'un réservoir, par un orifice de taille comparable à la longueur capillaire, a été étudiée et prédite il y a presque 400 ans par Torricelli. Ce modèle ne prévoit aucune influence du mouillage entre la plaque percée et le fluide. Cette thèse montre expérimentalement, pour des fluides newtoniens peu visqueux, une nette importance de ces effets. Un modèle calculant la variation d'énergie cinétique dans le ménisque à la sortie du trou rend compte des observations expérimentales. Une instabilité du jet en sortie du trou apparaît également et est inconnue de la littérature. Je montre que l'oscillation de la ligne triple du ménisque en est la cause. J'ai établi la relation de dispersion de la fréquence d’excitation et des fréquences secondaires apparaissant le long du jet ont été établies.

L'étude est ensuite complétée par des écoulements de fluides visqueux et de fluides complexes. Le modèle du fluide parfait est corrigé pour les fluides visqueux à partir de nos expérimentations. Les expériences pour les fluides complexes montrent qu'il y a une compétition entre les dissipations visqueuses et les effets élastiques tout le long de l'écoulement. La prédiction de ces deux effets n'est pas aisée. Nous montrons des situations où les effets élastiques prédominent permettant à une solution de polymère de couler plus vite que de l'eau.

Pour compléter les expériences d'écoulement, un second système a été construit permettant l'écrasement de fluides entre deux plaques de verre. La visualisation, la mesure de la position et de la force normale permet de mieux comprendre le comportement de fluides complexes tel que des mousses ou des émulsions sous une contrainte normale.