Dépendence en histoire de la rhéologie des fluides à seuil. – HistoRYS

Les fluides à seuil sont omniprésents dans les matériaux pharmaceutiques, industriels et géophysiques. Ils ne s'écoulent que
lorsqu'un seuil en contrainte est dépassé. En matière molle, on retrouve les émulsions et les microgels, des systèmes chimiquement bien contrôlés qui seront les matériaux étudiés dans ce projet.

Les propriétés mécaniques et rhéologiques émergentes de ces matériaux sont étroitement liées à la structure et aux interactions aux échelles de temps et de longueur microscopiques et mésoscopiques. Alors que la rhéologie stationnaire est raisonnablement bien comprise, on en sait peu sur la réponse aux histoires d'écoulement complexes, couramment
rencontrés dans les applications. Dans ce projet, nous étudierons l'influence des histoires de déformation dépendant (i) du temps et (ii) de la direction sur les propriétés mécaniques. La structure microscopique jouant un rôle important, nous combinerons des approches expérimentales à l'échelle micro (diffusion de la lumière dynamique) et macro (rhéologie multi-axe) avec une approche numérique et théorique multi-échelle.

Nous insisterons sur l'importance de prendre en compte le caractère tensoriel complet de la réponse mécanique dans ces protocoles de déformation complexes. Notre stratégie multi-échelle révélera les propriétés locales contrôlant la dépendance en histoire de la réponse mécanique. Cela permettra le développement d'un cadre théorique solide pour caractériser et comparer la rhéologie des microgels et des émulsions, et plus généralement des fluides à seuils, soumis à des déformations complexes. Inversement, une réponse macroscopique donnée pourra nous informer sur le désordre sous-jacent et son évolution dynamique.

Dans une perspective plus large, notre projet ouvrira la voie au développement de nouvelles stratégies de conception tirant parti des histoires de déformation (analogues au forgeage pour les métaux), pour par exemple programmer des réponses mécaniques non triviales.