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Milieux Poreux et Fracturés

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Membres permanents :

H. Auradou, P.-P. Cortet, G. Gauthier, F. Giorgiutti, L. Hattali, J.-P. Hulin, V. Lazarus, J. Martin, L. Pauchard, N. Rakotomalala, D. Salin, L. Talon

Membres non-permanents :

T. Chevalier (PostDoc), A. Dubey (PostDoc), M. Leang (Thèse), H. Lopez (Thèse), J. Paiola (Thèse), L. Roht (Thèse)

Membres précédents :

S. Atis (Thèse, 2013), F. Boulogne (Thèse, 2013), M. Chekchaki (Thèse, 2011), M. François (MCF UPS, 2011), N. Jarrige (Thèse, 2009), G. Lekmine (Thèse, 2011), F. Mahaut (PostDoc, 2011), S. Mbarek (PostDoc, 2010), M.-H. Noel (ITA, 2010), S. Saha (PostDoc, 2012), B. Semin (Thèse, 2010), A. Yiotis (PostDoc, 2013)


Star-shaped cracks during directional drying of colloidal suspensions

G. Gauthier, V. Lazarus, L. Pauchard

Star-shaped cracks appear during the drying of a colloidal suspensions confined in a circular capillary tube, the number of branches depending on the suspension, the tube size and the drying rate. We show that those patterns are (i) minimums of the sum of the elastic and fracture energies and (ii) that the variational approach to fracture is able to predict those shapes starting from the sound material, without a priori assumption of their shape.

G. Gauthier, V. Lazarus and L. Pauchard. EPL 89:26002) (2010) C. Maurini, B. Bourdin, G. Gauthier, V. Lazarus. IJF DOI: 10.1007/s10704-013-9824-5 (2013)

Craquelures dans les peintures d'art

F. Giorgiutti, L. Pauchard

Les craquelures, par leurs morphologies très variées, peuvent révéler certaines caractéristiques de la matière picturale ainsi que les méthodes employées par l'artiste. Une étude expérimentale, basées sur des systèmes modèles, permet ainsi de relier les formes de craquela certaines propriétés des peintures.

Chemical wave fronts in disordered flow

S. Atis, H. Auradou, D. Salin, L. Talon

Interface motion are relevant to a wide variety of dynamical processes including population dynamics in biology, chemical reaction, solidification, flame propagation in combustion and marine ecology systems. We investigate the coupling between reaction fronts and disordered flow through a model porous medium. The front is generated by a reaction between two chemical species which produces Fisher waves. These reaction fronts propagate as solitary waves with a constant velocity and a stationary concentration profile. We study the dynamics and morphology of these fronts resulting from the interaction between the flow and the sustained reaction.

En savoir plus

Mechanical stresses induced by drying

V. Lazarus
Collaborations : M. Chekchaki

How to determine the mechanical stress field leading to fracture during drying of a suspension? We show using beam deflection experiments, that (i) poroelasticity theory predicts them accurately and that (ii) the setup allows for the identification of some poroelastic constants.

M. Chekchaki, V. Lazarus Transport in Porous Media 100(1), 143--157 (2013). [doi]

Balancement et mélange

J.-P. Hulin, H. Auradou
Avec L. Giordano, M. Cachile et V. D'Angelo, dans le cadre de la collaboration internationale LIA-PMF

Une tige cylindrique (au centre en bas) flotte dans un écoulement vers le haut entre deux plaques de verre rectangulaires parallèles au plan de la figure. Ici, la tige est animée d'un mouvement de balancement correspondant à une oscillation périodique de son angle avec l'horizontale: ce mouvement est visualisé par injection de deux filets de colorants qui atteignent le cylindre près de ses extrémités (les fausses couleurs correspondent à la concentration de colorant). La trajectoire du colorant démontre la possibilité d'un mélange associé à cette instabilité.

M.V. D'Angelo, J.-P. Hulin and H. Auradou, Phys. Fluids 25, 014102 (2013).

Surface pattern induced by delamination

F. Giorgiutti, L. Pauchard

When a film made of nanoparticles consolidates through drying, large stresses develop resulting in cracks formation and delamination process. In particular, during the delamination induced by the drying of brittle films, a part of the colloidal film remain stick to the substrate leading to tunable surface patterns at a micrometer scale.

Ecoulement de fluides à seuil en milieux poreux

T. Chevalier, H. Auradou, L. Talon
Collaborations: A. Hansen (NTNU, Norvège), D. Bauer (IFPEN)

Les écoulements de fluides complexes interviennent dans de nombreux processus industriels. Nous nous intéressons ici au cas particulier des fluides à seuil, pour lesquels un seuil de contrainte minimal est nécessaire afin que le fluide puisse s'écouler. En dessous de ce seuil, le fluide est alors considéré comme figé. En milieux poreux, les hétérogénéités structurelles conduisent à des lois d'écoulements très particulières que nous cherchons à caractériser.

Dynamique du pelage des adhésifs

P.-P. Cortet, J.-P. Hulin, R. Villey

Collaboration: M. Ciccotti & C. Creton (ESPCI), L. Vanel (UCBL1), M.-J. Dalbe & S. Santucci (ENS de Lyon), D.J. Yarusso (3M Company)

Nous étudions expérimentalement la physique du pelage des adhésifs en se concentrant sur les liens entre l'adhésion et la rhéologie de la colle aux petites et grandes déformations ainsi que sur l'instabilité dynamique, dite de "stick-slip", se développant dans certaines gammes de vitesse de pelage.

En savoir plus

M.-J. Dalbe, S. Santucci, L. Vanel, P.-P. Cortet, Soft Matter 10, 9637 (2014), Sélectionné dans la collection "2014 Soft Matter Hot Papers".

Mélange à l'intersection de canaux

L. Talon, J.-P. Hulin, H. Auradou
Avec M. Cachile et J. Gomba, dans le cadre de la collaboration internationale LIA-PMF

Le comportement des fluides en écoulement dans une intersection entre canaux est critique pour de nombreuses applications telles que le mélange, le contrôle de réactions chimiques ou le refroidissement. La majorité des travaux considère des canaux orthogonaux (jonction T ou X) ou parallèles. Nous étudions, numériquement et expérimentalement, l'influence de la géométrie de l'intersection sur les champs de vitesse des écoulements. Nous avons montré que pour un angle de jonction inférieur à 33.8 degrés, des cellules de recirculation apparaissent et limitent le mélange des fluides.

M. Cachile, L. Talon, J.M. Gomba, J.P. Hulin et H. Auradou, Phys. Fluids 24, 021704 (2012).

Fracture toughness increase by crack front pinning

V. Lazarus
Collaborations : D. Dalmas (St Gobain), S. Patinet, D. Vandembroucq (ESPCI)

One way to increase the fracture toughness is the introduction of tougher heterogeneities: when a crack front is pinned by those places, it deforms and changes the fracture resistance of the material. How to quantify this effect? We have shown, by close comparison with cleavage tests, that perturbation approaches, which are computational time-efficient enough to be further used in some optimisations scheme, can be used for this purpose.

S. Patinet, L. Alzate, E. Barthe, D. Dalmas, D. Vandembroucq, V. Lazarus Journal of the Mechanics and Physics of Solids 61, 311--324 (2013). [doi]