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Milieux Poreux et Fracturés

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Membres permanents :

H. Auradou, P.-P. Cortet, C. Douarche, G. Gauthier, F. Giorgiutti, L. Hattali, J.-P. Hulin, M. Jarrahi, L. Pauchard, N. Rakotomalala, D. Salin, L. Talon

Membres non-permanents :

J. Bouvard (Thèse), A. Duigou-Majumdar (Thèse), A. Ganesh (Thèse), S. Nmar (Thèse)

Membres précédents :

A. Creppy (PostDoc, 2018), A. Dollari (Thèse, 2020), K. Harouche (Thése, 2018), P. Jia (PostDoc, 2019), R. Kostenko (Thése, 2020), V. Lazarus (MCF Sorbonne U, 2018), M. Leang (Thèse, 2018), A. Lesaine (Thèse, 2018), c. Liu (PostDoc, 2019), S. Paillat (PostDoc, 2016), J. Paiola (Thèse, 2016), L. Roht (Thèse, 2018), R. Villey (PostDoc, 2016)


Mélange de fluides miscibles induit par gravité

H. Auradou, J.-P. Hulin
Collaborations : J. Gomba, P.G. Correa (Instituto de Fisica Arroyo Seco, Tandil, Argentina.)

Comment mélanger des fluides dans des circuits microfluidiques? Cette question simple reste un sérieux défi. La méthode que nous avons choisi est d'injecter face à face deux fluides dans une intersection de 4 canaux. Pour des nombres de Reynolds modérés (de l'ordre de 20), un ou plusieurs vortex apparaissent dans l'intersection permettant un bon mélange des fluides. La qualité du mélange et le nombre de vortex ont été étudiés en fonction de l'angle de l'intersection et du rapport d'aspect des sections des canaux. L'image illustre la formation de 2 vortex sur la hauteur de l'intersection.

T. P. G. Correa, J. M. Gomba, J. R. Mac Intyre, S. Ubal, J. P. Hulin and H. Auradou, Influence of aspect ratio on vortex formation in X-junctions: direct numerical simulations and eigenmode decomposition, Phys. Fluids 32, 124105 (2020) DOI:10.1063/5.0026829

Nage des bactéries dans les milieu poreux

H. Auradou, C. Douarche
Collaborations : E. Clément (PMMH), M. Dentz (IDAEA, Barcelone), C. Holm (ICP, Stuttgart)

Les sols, les sédiments, les gels biologiques et les tissus constituent, sont des milieux dans lesquels les microbes profilèrent. Leur transport y est contrôlé des flux complexes qu'il est pertinent de bien comprendre pour leurs implications dans les sciences de la santé, l'agriculture... En combinant expériences sur puces microfluidiques, modélisation numérique et approches de changement d'échelles nous cherchons à capturer l'influence de la structure des pores sur le transport et la dispersion des bactéries mobiles. La figure montre comment le couplage entre motilité et écoulement permet aux bactéries de s'accumuler à l'arrière d'un grain.

 Lee M., Lohrmann C., Szuttor K., Auradou H. and Holm C. The influence of motility on bacterial accumulation in a microporous channel,  Soft Matter 17(4), 893-902 (2021). [Abstract]

Adhésions des polymères mous

A. Duigou--Majumdar, P.-P. Cortet

Collaboration : C. Poulard (LPS), L. Vanel (UCBL1), S. Santucci (ENS de Lyon)

Dans le cadre du projet ANR AdhesiPS (2018-2022), nous étudions expérimentalement l'adhésion des polymères mous sur des substrats texturés: les liens entre le niveau d'adhésion et la rhéologie de la colle aux grandes déformations ainsi que les instabilités dynamiques et spatiales se développant dans certaines gammes de vitesse lors des expériences de pelage. Nous utilisons des substrats micro-texturés comme outils dans la compréhension des mécanismes fondamentaux de dissipation de l'énergie ainsi que comme possibles moyens de contrôle de la force d'adhésion.

En savoir plus

V. De Zotti, K. Rapina, P.-P. Cortet, L. Vanel, S. Santucci, Phys. Rev. Lett. 122 068005 (2019) [PDF]

Ecoulement de fluides à seuil en milieux poreux

c. Liu, L. Talon
Collaborations: A. Rosso (LPTMS, U. Paris-Sud), T. Chevalier (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.

Liu C., De Luca A., Rosso A. and Talon L. Darcy's Law for Yield Stress Fluids, PRL 122, 245502 (2019).

En savoir plus

Drying Colloidal layers: structuration of the surface


M. Léang, L. Pauchard,F. Giorgiutti-Dauphiné
Collaboration : L.-T. Lee (LLB)

The physical and mechanical properties of a dried colloidal layer are determined by the structural behavior at the air-dispersion interface using neutron reflectivity.

M. Léang, D. Lairez, F. Cousin, F. Giorgiutti-Dauphiné, L. Pauchard, L.-T. Lee Langmuir 35, 2692 (2019).


Mechanical and structural properties of dried colloidal layers

A. Lesaine, V. Lazarus, G. Gauthier
Collaborations : D. Bonamy, C. L. Rountree (SPEC, CEA)

Drying a colloidal suspension results in the formation of a porous solid layer. The ability to control fracture and self-organization in these materials is relevant to many applications such as the sol-gel process, the design of solar cells, and the drying of paints and lacquers. Using sound velocity measurements, atomic force microscopy and Vickers indentation, we characterize the structural and mechanical properties of dry colloidal silica layers and relate them to parameters such as particle size, porosity and drying rate.

A. Lesaine and D. Bonamy and C.L. Rountree and G. Gauthier and M. Impéror-Clerc and V. Lazarus, Soft Matter 17 , 1589-1600 (2021).

Crack quasi-healing in compliant films

L. Pauchard
Collaboration : D. McIlroyd (Oklahoma State University)

A film consisting of vertically aligned silica nanosprings display unique elasticity and compliance behaviour. These properties and the evolution of cracks is of particular importance for using vertically aligned 1D nanostructures as biointerface materials and subsequent use for tissue engineering and healing.

Viscous fingering and flow of active fluid

H. Auradou
Collaborations : R. Juanes, J. Chui (MIT, USA)

La situation où un fluide est déplacé par un second est une situation de base trouvée dans de nombreuses applications. Notre étude se concentre sur les changements de flux possibles qui se produisent lorsque l'un des fluides est actif. Ceci est réalisé ici en utilisant des suspensions de diverses souches de bactéries mobiles injectées dans la cellule de Hele Shaw.

Structuration of milk proteins during the drying

L. Pauchard
Collaboration : INRAE RENNES (équipe STLO)

The drying of droplets of the two main milk protein classes is investigated. The resulting mechanical instabilities reveal a plausible powerful tool to highlight the signature of the matter at the molecular scale during the drying process.