Sédimentation d'une particule sphérique dans une suspension isodense cisaillée de façon oscillante
Résumé
La rhéologie des suspensions de particules non-Browniennes, caractérisée par la viscosité et les contraintes normales anisotropes, est intimement liée à la microstructure induite par le cisaillement. Dans un cisaillement simple, par exemple, les paires de particules au contact sont préférentiellement orientées dans le quadrant de compression du cisaillement, avec une zone de déplétion dans le quadrant de dilatation. Des mesures récentes de viscosité après inversion de cisaillement ont montré quantitativement l'augmentation importante de viscosité consécutive au développement de cette microstructure. Les expériences qui sont présentées ici concernent la sédimentation d'une particule dense de diamètre millimétrique dans une suspension isodense de particules plus petites dans un fluide newtonien, le tout étant placé dans une cellule de Couette d'axe vertical montée sur un rhéomètre. La vitesse de sédimentation stationnaire de la particule constitue une mesure de la viscosité qu'elle ressent. Elle dépend de la microstructure induite par le mouvement même de la particule. Lorsque le cylindre interne de la cellule de Couette est mis en mouvement de rotation oscillante, on peut assister à une modification de la vitesse de sédimentation. Cette modification dépend à la fois de l'amplitude et de la fréquence du cisaillement oscillant. Elle peut être interprétée comme l'influence du cisaillement (orthogonal) oscillant sur la microstructure induite par la sédimentation.
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