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Theses Year : 2021

Interparticle friction and Rheology of Dense suspensions

Friction inter-particulaire et Rheologie des Suspensions denses

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Abstract

Suspensions - a type of material consisted of solid particles dispersed in a liquid medium— are omnipresent in our daily life and in industry. Their key characteristic is the shear stress required to make them flow at a desire shear rate: this attribute is the area of interest of Rheology. Recently, it emerged that the friction between the particles impact the rheology of concentrated suspensions. This microscopic interaction can be altered by modifying the particle surface or, especially, by changing the liquid medium. In this thesis, we are looking to evidence and characterize the effect of interparticle friction on the rheological behaviors of suspension in the dense regime. We found that suspensions of same particles behave differently (Newtonian or shear-thinning) depending on the solvents utilized. Furthermore, their flow curve can be connected to the measurement of friction coefficient as a function of the normal force applied on the particles. Our work help paving the way for studies on effects of forces at microscopic scale on the bulk rheology.
Les suspensions—un type de matériau qui comporte des particules solides dispersées dans un milieu liquide—sont omniprésentes dans notre vie quotidienne et dans l’industrie. Leur caractéristique-clé est la contrainte requise pour les mettre en écoulement à une vitesse désirée : cet attribut est le centre d’intérêt de la rhéologie. Récemment, il émerge que le frottement entre les particules se répercute sur la rhéologie des suspensions concentrées. Cette interaction microscopique peut être altérée en modifiant la surface des particules ou, notamment, en changeant le milieu liquide. Dans cette thèse, nous cherchons à démontrer et caractériser l’effet du frottement inter-particulaire sur des comportements rhéologiques des suspensions dans le régime dense. Nous trouvons que des suspensions de mêmes particules se comportent de façons différentes (newtonienne ou rhéofluidifiante) en dépendant des solvants utilisés. En outre, leur courbe d’écoulement peut être connectée à la mesure de coefficient de frottement en fonction de la force normale appliqué sur les particules. Notre travail expérimental aide ouvrir la voie aux études sur des effets de forces à l’échelle microscopique sur la rhéologie en bulk.
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Dates and versions

tel-03582540 , version 1 (21-02-2022)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03582540 , version 1

Cite

Anh Vu Nguyen Le. Interparticle friction and Rheology of Dense suspensions. Chemical Physics [physics.chem-ph]. Université Paris sciences et lettres, 2021. English. ⟨NNT : 2021UPSLS085⟩. ⟨tel-03582540⟩
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