Incorporation de liquide dans un milieu granulaire, mécanismes du mélange

• Main Author: Lefebvre, Gautier
• Language: fra
• Published: Université Pierre et Marie Curie - Paris VI 2013
• Subjects: [PHYS:COND:CM_SCM] Physics/Condensed Matter/Soft Condensed Matter; [PHYS:COND:CM_SCM] Physique/Matière Condensée/Matière Molle; [PHYS:PHYS:PHYS_GEO-PH] Physics/Physics/Geophysics; [PHYS:PHYS:PHYS_GEO-PH] Physique/Physique/Géophysique; [SDU:STU:GP] Sciences of the Universe/Earth Sciences/Geophysics; [SDU:STU:GP] Planète et Univers/Sciences de la Terre/Géophysique; [PHYS:PHYS:PHYS_FLU-DYN] Physics/Physics/Fluid Dynamics; [PHYS:PHYS:PHYS_FLU-DYN] Physique/Physique/Dynamique des Fluides; [PHYS:MECA:MEMA] Physics/Mechanics/Mechanics of materials; [PHYS:MECA:MEMA] Physique/Mécanique/Mécanique des matériaux; [SPI:MECA:MEMA] Engineering Sciences/Mechanics/Mechanics of materials; [SPI:MECA:MEMA] Sciences de l'ingénieur/Mécanique/Mécanique des matériaux; matériaux granulaires; tension de surface; viscosité; érosion; accrétion; instabilité
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01061870; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/01/06/18/70/PDF/Incorporation_de_liquide_dans_un_milieu_granulaire_mA_canismes_du_mA_lange.pdf

Les milieux granulaires, secs et humides, sont omniprésents dans la nature et également dans l'industrie. Néanmoins, à ce jour la façon dont est obtenue un mélange de liquide avec un matériau granulaire est mal connue. En particulier, on ignore les mécanismes permettant de réaliser le mélange, et la physique qui les gouverne. Comment un système hétérogène avec des zones riches en liquide et d'autres sèches, aux propriétés très différentes, va-t-il évoluer ? Ce travail commence par l'étude du mécanisme d'érosion d'un milieu granulaire humide et cohésif par un écoulement sec. Une première partie traite de la dynamique de ce processus dans une géométrie de tambour tournant. Nous avons pu observer que les propriétés des liquides impliqués ont une influence particulière sur la dynamique de rupture des ponts capillaires. Par ailleurs, les fluctuations de contrainte de l'écoulement se sont révélées cruciales dans ce phénomène. La mise en œuvre de l'érosion granulaire dans une géométrie de canal incliné a permis d'observer un phénomène d'instabilité basé sur le couplage entre l'érosion et la forme de l'interface. Nous avons déterminé les conditions d'existence de cette instabilité, et détaillé la morphologie des structures créées. Enfin nous avons étudié le mécanisme d'accrétion, qui participe au transport du liquide par la création de nouveaux ponts capillaire permettant l'agglomération de grains.