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Article de référence | Réf : N3310 v1

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Contexte
Suspensions rhéo-épaississantes - Principes et applications

Auteur(s) : Cécile CLAVAUD, Antoine BÉRUT, Bloen METZGER, Yoël FORTERRE

Date de publication : 10 avr. 2018

Relu et validé le 01 oct. 2020

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Présentation

1. Contexte

1.1 Qu’est-ce que le rhéo-épaississement ?

L’expérience quotidienne nous apprend que les fluides opposent une résistance à leur mise en mouvement, et que cette résistance est très variable selon la nature du fluide. Il est ainsi beaucoup plus difficile de déplacer une cuillère dans du miel que dans un verre d’eau. La grandeur physique qui caractérise cette résistance est la viscosité du fluide. Cette grandeur se définit de la façon suivante. Dans le cas d’un écoulement de cisaillement simple, comme représenté figure 1 a, une couche de fluide d’épaisseur h est cisaillée entre une plaque fixe et une plaque mobile à la vitesse U constante. Dans le régime stationnaire, le profil de vitesse est linéaire et permet de définir le taux de cisaillement (en s^–1). La contrainte tangentielle τ (en Pa) est la force tangentielle par unité de surface qu’il faut exercer sur la plaque supérieure pour assurer l’écoulement. La viscosité du fluide est alors définie par (en Pa.s) . Plus la viscosité est grande, plus la résistance du fluide à l’écoulement est importante. La viscosité du miel est ainsi de , tandis que celle de l’eau est parmi la plus faible des liquides, .

Pour la plupart des fluides comme les gaz ou les liquides simples, la viscosité est une grandeur qui ne dépend pas de la vitesse à laquelle le milieu s’écoule....

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - GUYON (E.), HULIN (J.P.), PETIT (L.) - Hydrodynamique physique. - CNRS Édition, 3 édition (2012).
(2) - FREUNDLICH (H.), RÖDER (H.L.) - Dilatancy and its relation to thixotropy. - Transactions of the Faraday Society, 34 : 308-316 (1938).
(3) - BOERSMA (W.H.), LAVEN (J.), STEIN (H.N.) - Shear thickening (dilatancy) in concentrated dispersions. - AIChE journal, 36(3) : 321-332 (1990).
(4) - BROWN (E.), JAEGER (H.M.) - Shear thickening in concentrated suspensions : phenomenology, mechanisms and relations to jamming. - Reports on Progress in Physics, 77(4) (2014).
(5) - BROWN (E.), JAEGER (H.M.) - The role of dilation and confining stresses in shear thickening of dense suspensions. - Journal of Rheology, 56(4) : 875-923 (2012).
(6) - TRACTON...

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - CONTEXTE

1.1 - Qu’est-ce que le rhéo-épaississement ?
1.2 - Applications industrielles
1.3 - Une origine physique discutée
1.4 - Problématique
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2 - MODÈLE DE TRANSITION FRICTIONNELLE

2.1 - Rhéologie d’une suspension idéale : analyse dimensionnelle
2.2 - Ingrédients clés du modèle de transition frictionnelle : force répulsive et frottement
2.3 - Simulations numériques du modèle
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