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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), J. Paiola (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)


Expériences de déplacement d'objet flexible dans une fracture

H. Auradou, V. D'Angelo, J.-P. Hulin, B. Semin
Collaboration : G. Picard et M. Poitzsch

Nous étudions la forme d'une fibre lors de son déplacement dans une fracture en fonction des conditions de l'écoulement. La figure permet de comparer les lignes d'écoulements (en gris) et la forme de la fibre (en vert) lorqu'elle est placée dans une fracture modèle lisse contenant un seul obstacle.

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.

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.

Réseaux de canaux à deux dimensions

C. Allain, H. Auradou, V. D'Angelo, J.-P. Hulin
Collaboration : M. Rosen (GMP-FIUBA)

Nous nous intéressons ici au mélange de deux fluides miscibles dans un milieu poreux modèle 2D transparent. Ce système permet d'étudier, par absorption de lumière, la variation de concentration de chaque fluide à l'intérieur de chaque pore du réseau. Dans ce poreux, les modifications du mélange par le caractère non newtonien des fluides ont été étudiées.

D'Angelo M.V. et al, Phys. of Fluids,19, 033103(2007)

Morphologie de surface de rupture

H. Auradou, J.-P. Hulin, L. Ponson
Collaboration : D. Bonamy, E. Bouchaud (SPCSI) - M. Pessel (IDES) - Ph. Vié (LMSGC)

Les surfaces de rupture de matériaux désordonnés sont très souvent rugueuses avec des aspérités qui apparaissent à toutes les échelles. Ce caractère multi-échelle est étudié à partir de cartes de hauteurs obtenues grâce au profilomètre mécanique du laboratoire sur des matériaux divers allant du granite aux grès naturels ou synthétiques.

Ponson L. et al., Phys. Rev. E, 76, 036108 (2007)

Ponson L. et al., Phys. Rev. Let., 97, 125501 (2006)

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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).

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.

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Instabilité de stick-slip lors du pelage adhésif

P.-P. Cortet, J.-P. Hulin, B. Saintyves

Collaboration: M. Ciccotti, C. Creton, S. Santucci, L. Vanel

Nous étudions expérimentalement la dynamique instable dites de "stick-slip", intervenant lors du pelage des rubans adhésifs qui peut être considéré comme un processus de fracture. Cette instabilité est un enjeu industriel important mais aussi une manière de sonder les propriétés de fracturation des polymères autour de leurs transitions rhéologiques.

P.-P. Cortet, M.-J. Dalbe, C. Guerra, C. Cohen, M. Ciccotti, S. Santucci, L. Vanel, Phys. Rev. E, 87, 022601 (2013).

Ecoulement de fluides à seuil en milieux poreux

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.

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).

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)

Fractures modèles à parois autoaffines

H. Auradou, A. Boschan, J.-P. Hulin
Collaboration : R. Chertcoff - I. Ippolito (GMP-FIUBA) et G. Drazer - J. Koplik (Levich Institute)

Les parois des surfaces de ruptures ont une rugosité plus ou moins prononcée qui est, dans le plupart des situations rencontrées, du même ordre de grandeur que leurs ouvertures. Notre démarche consiste, ici, à analyser quantitativement les spécificités des lois de transport dues à la rugosité des parois et, plus particulièrement, à sa nature multi-échelle. Un des résultats phares de nos observations expérimentales et numériques concerne la mise en évidence de la relation entre la chenalisation des écoulements et le déplacement relatif des parois des fractures.

Boschan A., Auradou H., Ippolito I. et al, WRR,43, W03438(2007)

Auradou H., Drazer G., Boschan A. et al, Geothermics, 35 (2006)