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Ecoulements et écrasements de fluides : effet du mouillage et de la rhéologie

Soutenance de thèse

Vendredi 15 September 2017
14h00
Soutenance de thèse de M. Jérémy FERRAND du laboratoire de Physique sous la direction de M. Eric FREYSSINGEAS

Intervenant(s)

Soutenance de thèse de M. Jérémy FERRAND du laboratoire de Physique sous la direction de M. Eric FREYSSINGEAS

Description
La vidange d'un réservoir a été étudiée il y a presque 400 ans par Torricelli, son modèle ne prévoit aucun effet du mouillage du fluide qui s’ écoule sur la plaque percée. Cette thèse montre expérimentalement que pour un orifice de taille comparable à la longueur capillaire, pour des fluides newtoniens peu visqueux, l’ effet du mouillage est important. Un modèle calculant la variation d'énergie cinétique dans le ménisque à la sortie du trou rend compte des observations expérimentales. Une instabilité, inconnue, du jet en sortie du trou apparaît également ; l'oscillation de la ligne triple du ménisque en est la cause. La relation de dispersion de la fréquence d’ excitation et des fréquences secondaires apparaissant le long du jet ont été établies.
Cette étude a été complétée par des écoulements de fluides visqueux et de fluides viscoélastiques. Le modèle du fluide parfait est corrigé pour les fluides visqueux à partir de nos expérimentations. Les expériences pour les fluides viscoélastiques 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 permettent à une solution de polymère de couler plus vite que de l'eau.
Pour finir, un second système expérimental a été construit permettant l'écrasement de fluides complexes entre deux plaques de verre parallèles. La visualisation, la mesure de la position et de la force normale, permettent de mieux comprendre le comportement de systèmes tels que les mousses, les émulsions, les gels sous une contrainte normale.
Complément

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