Propriétés rhéologiques de particules molles et cohésives à partir de microparticules fonctionnalisées – RHEOCOM

Les poudres, les pâtes, les suspensions concentrées, très présentes dans les applications géophysiques ou industrielles, ont des propriétés d’écoulement complexes. La compréhension fine de leur rhéologie nécessite de prendre en compte des interactions adhésives en plus des interactions de contact frictionnel et éventuellement des interactions hydrodynamiques. Quand des forces adhésives sont présentes, la rigidité du matériau joue également un rôle important. Le comportement macroscopique d’un milieu granulaire ou d’une suspension est alors influencé à la fois par l’adhésion et la rigidité des particules. Et la question se pose de l’influence respective de ces deux paramètres. Le projet RHEOCOM, essentiellement expérimental, est centré sur la synthèse de particules solides de diamètre compris entre 10 et 1000 microns par émulsification de polymères. La rigidité des particules est contrôlée en utilisant des polymères de différentes températures de transition vitreuse tandis que les propriétés de surface (adhésion, friction et rugosité) sont contrôlées par fonctionnalisation de la surface par « Click-chemistry ». Au-delà de la caractérisation fine des propriétés chimiques et physiques de ces particules, le comportement de milieux granulaires secs et de suspensions constituées de ces particules bien contrôlées sera analysé au travers d’expériences d’écoulement bien maîtrisées : plan incliné, compaction, tambour tournant et rhéomètre pour les milieux granulaires, et rhéométrie et imagerie de la microstructure pour les suspensions. Les résultats de ces expériences de rhéologie avec ou sans solvant devraient permettre de dégager des modèles théoriques de rhéologie pouvant alimenter des codes numériques discrets ou continus. Les trois partenaires du projet (IMP Lyon, IUSTI Marseille et InPhyNi Nice) rassemblent leurs compétences pour proposer une approche unifiée de la rhéologie des milieux granulaires cohésifs et des suspensions non-browniennes adhésives.