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Mouillage de fluides à seuil

Loren Jorgensen, IUSTI

16 février

Les phénomènes de mouillage et la rhéologie des fluides à seuil sont deux domaines de la physique des matériaux mous dans lesquels de grandes avancées ont été faites lors des derniers siècles. De plus ces questions sont d’une grande importance au niveau des applications industrielles, ce qui contribue à leur dynamisme. En revanche, le mouillage des fluides à seuil a été peu étudié, alors que c’est une situation fréquente. En effet, presque tous les fluides rencontrés dans l’industrie et la vie quotidienne sont des fluides à seuil. D’autre part, la connaissance des propriétés de mouillage est cruciale car la plupart des processus font intervenir des interfaces. La difficulté réside dans le caractère fondamentalement hors-équilibre des fluides à seuil, alors que les lois de la capillarité sont valables à l’équilibre.

Je présenterai deux expériences classiques, réalisées avec un fluide à seuil typique (carbopol). La première expérience consiste à mesurer la force d’adhésion d’un pont capillaire, comparée au cas des fluides simples. Les résultats montrent comment la tension de surface apparente est affectée par le seuil. Ils soulignent aussi l’importance de l’histoire de la déformation et de l’élasticité du fluide. La seconde expérience porte sur l’étalement de gouttes sur une surface solide, classiquement décrit par un régime inertiel aux temps courts et la loi de Tanner aux temps longs. On montre ici que la dynamique aux temps courts est influencée par la viscoélasticité, et que l’état final est déterminé par le seuil plus que par la loi d’Young-Dupré.