Matériaux Mous Bulleux Sensibles au Son – MouBuSSon

On attend des matériaux mous et pâteux que leur comportement mécanique change durant les différentes étapes de leur cycle de vie : par exemple, on souhaite qu’un béton frais soit fluide durant les étapes de pompage et de placement, mais qu’il redevienne solide une fois en place. Formuler ces matériaux implique souvent de faire un compromis entre les différents comportements attendus : par exemple en ajoutant un seuil en contrainte d’écoulement pour un béton frais. Dans ce contexte, il serait intéressant d’agir à distance et de manière réversible sur les propriétés mécaniques d’un matériau, indépendamment de sa formulation. Certains matériaux sont naturellement sensibles à un champ magnétique ou acoustique, mais ils se limitent toutefois aux suspensions de particules magnétiques et aux réseaux solides très fragiles. Dans ce projet, je propose de rendre de très nombreux matériaux mous sensibles aux excitations acoustiques. J’ensemencerai ces milieux avec des bulles, à raison de 3 à 5 % en volume. Les bulles convertissent de manière très efficace le champ acoustique incident en un champ de déformation local du milieu environnant, via des oscillations volumétriques. Ce champ de déformation locale devrait fluidifier efficacement de très nombreux matériaux mous. Je propose de mesurer expérimentalement ces champs de déformation locale ainsi que la dynamique collective de bulles – oscillations volumétriques, attraction, coalescence – sous excitation acoustique, et dans des milieux mous modèles. Je comparerai ce champ de déformation à l’impact d’une excitation acoustique sur les propriétés mécaniques (module de cisaillement, et de perte) de matériaux d’intérêt (pâtes argileuses, microgels, suspensions rhéoépaississantes) en géométrie modèle. Je propose enfin d’appliquer cette technique dans des géométries (tuyau, tête d’extrusion) plus proches des applications industrielles.