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Rhéoépaississement de systèmes auto-associatifs dilués

Jalal Dehmoune — Laboratoire de physique des milieux denses (Metz)

19 February 2008

Les solutions de tensioactifs CnTAB de faibles concentrations sont composées de micelles de diverses formes ; principalement sphériques ou cylindriques, ces dernières pouvant être libres ou peu enchevêtrées. Sous certaines conditions de cisaillement, ces solutions présentent un comportement rhéoépaississant c’est-à-dire une «augmentation de la viscosité». Ce phénomène est lié à la formation d’une nouvelle structure induite par le cisaillement (Shear Induced Structure : SIS). L’objectif majeur de cette étude est de connaître les propriétés de rhéoépaississement de quatre systèmes, en faisant varier de manière contrôlée les dimensions des micelles (en procédant au changement de la longueur de la chaîne aliphatique). Les systèmes retenus appartiennent à la famille de CnTAB (C12-, C14, C16- et C18TAB). Nous avons comparé les résultats de différentes techniques expérimentales : rhéométrie, rhéo-optique, vélocimétrie ultrasonore et diffusion de neutrons aux petits angles. L’ensemble de ce travail a abouti à une description des formes et des dimensions des micelles présentes à l’équilibre. Sous écoulement, il a été déduit que les dimensions des micelles sont grandes et facilement orientables même aux faibles taux de cisaillements quand la chaîne aliphatique est longue. Au déclenchement du rhéoépaississement, la structure induite est totalement orientée et se modifie dans le sens de l’écoulement. Aux taux de cisaillement élevés, les systèmes ont un comportement rhéologique identique, de même que la structure demeure orientée. Sur la base de nos résultats et de ceux de travaux antérieurs, nous avons proposé un modèle décrivant les transitions de formes micellaires liées au comportement sous écoulement des solutions micellaires.

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