Nous présentons une étude expérimentale de l’écoulement d’une mousse 2D (monocouche de bulles) confinée dans une cellule de Hele-Shaw « imparfaite ». Ce milieu modélise une fracture ouverte rendue inhomogène par la présence d’un défaut local réduisant ou augmentant l’écartement de la cellule. Sa transparence autorise le suivi direct de l’écoulement fortement perturbé par ce défaut perméable. Une analyse d’images détaillée nous permet de mesurer des champs de vitesse et de déformation des bulles, ainsi que la répartition et densité de réarrangements structuraux (T1). Ces champs sont analysés en fonction des divers paramètres de contrôle de l’expérience (confinement, géométrie du défaut, vitesse de l’écoulement, taille des bulles, fraction liquide) que nous avons fait varier extensivement lors de diverses expériences. Nous retrouvons la forte asymétrie amont-aval caractéristique des écoulements de fluides viscoélastiques autour d’un obstacle plein, et confirmons son origine élastique contrôlée par la fraction liquide de la mousse. Nous montrons une forte corrélation linéaire des profils ;longitudinaux de vitesse et de déformation dans les régions loin en amont (chargement élastique) et en aval (relaxation) de l’obstacle plein ou partiel. Nous mettons également en évidence l’importance de la friction contre les plaques pour des confinements ou débits forts, faisant émerger des sillages positifs à la suite d’une expansion locale, couplés à une orientation des bulles orthogonale à l’écoulement, ou encore des distorsions particulières de bulles. Par ailleurs, nous quantifions la perméabilité du défaut en fonction de l’écartement, en étudiant le rapport de la vitesse dans le défaut et de la vitesse moyenne dans la cellule loin du défaut. Nous examinons enfin, dans une étude indépendante, la dynamique de l’interface d’un fluide simple confiné, entrant et sortant d’un obstacle local partiel, révélant une hystérésis lors de cycles d’imbibition et de drainage.
Gratuit
Disciplines