Séminaire de Mécanique d'Orsay

Le Jeudi 4 juin à 14h00 - Salle de conférences du FAST

Mousses de suspensions granulaires

Yacine Khidas
Laboratoire Navier, UMR 8205 CNRS, École des Ponts ParisTech, IFSTTAR Université Paris-Est

Au cours de ce séminaire, je présenterai quelques comportements de mousses particulaires liquides et solides.
Les mousses particulaires liquides sont des mousses de suspensions granulaires dont la stabilité est étudiée dans des expériences de drainage. En jouant sur la taille des bulles, celle des particules ainsi que leur fraction volumique dans la suspension interstitielle, nous avons identifié différents régimes de la cinétique de drainage. Le point clé pour comprendre ces régimes est le piégeage des particules dans la mousse qui peut avoir deux origines différentes : (i) le piégeage collectif (jamming) qui peut survenir pour des fractions étonnamment basses à cause de la géométrie du réseau interstitiel, (ii) la capture individuelle des particules par la mousse lorsque leur taille devient supérieure à celle des constrictions du réseau interstitiel.
Nos mousses particulaires solides sont des mousses dont la phase interstitielle est faite d'un polymère mou chargé de sphères dures. Les propriétés mécaniques de ces mousses particulaires ont été caractérisées à partir du module élastique de cisaillement mesuré dans un test de cisaillement plan. En faisant varier la taille des particules et leur concentration, nous observons la transition d'un effet de renforcement mécanique par la charge particulaire lorsque les particules sont suffisamment petites à, au contraire, un effet de ramollissement lorsque les particules sont trop grosses. En écrivant soit à l'échelle du matériau interstitiel, soit à l'échelle de la mousse, le module élastique d'une matrice élastique chargée avec des inclusions rigides, nous proposons un modèle phénoménologique qui est en bon accord avec les deux comportements observés dans les expériences.