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Granulaires et Suspensions

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La thématique "Granulaires et Suspensions" est une thématique traditionnelle et forte du laboratoire, abordée avec une approche essentiellement expérimentale. Les principaux axes de recherche sur les milieux granulaires concernent à la fois les écoulements naturels (avalanches, érosion, formation des dunes, formation de cratères d'impact) et les écoulements industriels (transport en canalisation, distribution des forces en milieu confiné).



Membres permanents :

Y. Bertho, G. Gauthier, P. Gondret, J.-P. Hulin, J. Martin, M. Rabaud, D. Salin, A. Seguin

Membres non-permanents :

S. Badr (Thèse)

Membres précédents :

A. Deboeuf (Thèse, 2009), R. Fischer (Thèse, 2009), S. Garland (Stage, 2010), T. Loiseleux (MCF ENSTA, 2010), F. Mahaut (PostDoc, 2011), F. Martinez (Thèse, 2013)


Propagation d’un front chimique dans une suspension

J. Martin, D. Salin

La vitesse d’un front chimique autocatalytique dépend de la dispersion (mélange) dans la phase qu’il envahit. Cette propriété peut être utilisée pour mesurer la dispersion dans la phase fluide d’une suspension cisaillée.

Impact dans un milieu granulaire

Y. Bertho, P. Gondret, M. Rabaud, A. Seguin
Collaboration: J. Crassous

Les cratères que l'on observe à la surface de la Terre, de la Lune ou de Mars sont généralement attribués à l'impact de météorites. Nous étudions par traitement d'images la dynamique d'ouverture du cône d'éjecta ainsi que la pénétration du projectile dans le lit granulaire lors de l'impact.

En savoir plus

A. Seguin, Y. Bertho, P. Gondret, J. Crassous, EPL 88, 44002 (2009).

Contraintes dans une suspension cisaillée

A. Deboeuf, S. Garland, G. Gauthier, J. Martin
Collaboration: J. Morris

Dans une suspension de billes non-browniennes, immergées dans un fluide visqueux, l’agitation des particules induite par un cisaillement génère une contrainte particulaire, analogue à la pression osmotique ou à la dilatance des milieux granulaires.

S. Garland, G. Gauthier, J. Martin and J.F. Morris, J. Rheol. 57, 71 (2013).

Avalanches en présence d'obstacles

Y. Bertho, P. Gondret
Collaborations: J. Benito, I. Ippolito

Nous étudions expérimentalement l’influence d’une forêt d’obstacles sur le processus d’avalanche d’une couche de grains sur un plan incliné. Cette forêt d’obstacles (qui peut être vue comme l’analogue de la végétation dans un milieu naturel) a une influence stabilisatrice majeure sur la couche granulaire.

J. Benito, Y. Bertho, I. Ippolito, P. Gondret, EPL 100, 34004 (2012).

Se déplacer dans le sable

Y. Bertho, P. Gondret, F. Martinez, A. Seguin
Collaboration: J. Crassous

Le déplacement d'un objet dans un milieu granulaire induit une réorganisation du milieu granulaire. Nous étudions par corrélation d'images (PIV) le champ de vitesse des grains et ses fluctuations temporelles ainsi que la force nécessaire au déplacement de l'objet dans de tels milieux. Une description hydrodynamique du matériau granulaire permet de rendre compte des principales observations.

En savoir plus

A. Seguin, Y. Bertho, F. Martinez, J. Crassous, P. Gondret, Phys. Rev. E 87, 012201 (2013).

Ciment de colmatage pour le stockage de CO2

G. Gauthier, F. Mahaut, J. Martin, D. Salin
Collaborations: P. Gouze, L. Luquot, TOTAL, LAFARGE

Certaines suspensions de minerai (comme l’olivine, silicate de magnésium) peuvent passer de l’état fluide à l’état solide lorsqu’elles réagissent en présence de CO2 sous pression. Elles pourraient donc être utilisées comme "ciment" pour colmater les fuites, dans le cadre du stockage sous-terrain de CO2.

Fluidisation d'une suspension bidisperse

A. Deboeuf, S. Garland, G. Gauthier, J. Martin, D. Salin

La fluidisation permet de ségréger les suspensions bidisperses. Toutefois, pour deux tailles de particules assez proches, ségrégation et mélange peuvent se succéder de façon quasi-périodique.

A. Deboeuf, G. Gauthier, J. Martin, D. Salin, New J. Phys.13, 075005 (2011).

Avalanches granulaires

S. Courrech du Pont, R. Fischer, P. Gondret, M. Rabaud
Collaboration: B. Perrin

La formation de "dunes" à la surface d'un lit granulaire incliné sous écoulement d'eau continu est étudiée dans une cellule de Hele-Shaw. Ci-contre, le courant va de gauche à droite. L'angle d'inclinaison est proche de 38°, bien au-dessus de l'angle critique d'avalanche.

En savoir plus

R. Fischer, P. Gondret, M. Rabaud, Phys. Rev. Lett. 103, 128002 (2009).