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Rhéologie de suspensions floculées modèles

Jennifer FUSIER - Laboratoire Navier/Lafarge

13 mai 2016

Ces travaux s’intéressent à la compréhension et à la caractérisation macroscopique et microscopique des phénomènes de floculation dans des suspensions colloïdales modèles. Nous avons en particulier étudié l’influence des paramètres suivants : intensité des forces électrostatiques, fraction volumique en particules, histoire de chargement, taille et forme des particules.

Le comportement macroscopique de chaque suspension est caractérisé par une mesure de la contrainte seuil et une mesure du module élastique après différents temps de repos. Pour chaque matériau, on obtient une unique courbe en traçant les contraintes seuil mesurées en fonction des modules élastiques mesurés pour diverses valeurs de l’intensité des forces électrostatiques, de l’age du système et de la fraction volumique en particules. Ces différentes courbes se rassemblent en une unique courbe maîtresse en normalisant la contrainte seuil par le diamètre au carré des particules et le module élastique par le diamètre des particules.

Dans le but de comprendre l’origine microstructurelle des propriétés macroscopiques des suspensions un dispositif microfluidique sous microscopie confocale a été utilisé. Les observations utilisant ce système n’ont pas permis d’observer une évolution de la microstructure en fonction de l’âge du système étudié. Ce résultat suggère que pour les suspensions de silice micrométrique étudiées, les réorganisations de la microstructure responsable du comportement thixotrope du système découlent du mouvement des particules sur des distances bien plus petites que la taille des particules qui ne sont pas observables avec notre dispositif.