Métrologie dans les fluides, diagnostics laser

Rhéologie fluide

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Plateforme de caractérisation rhéologique de fluides complexes

Nous caractérisons, par des approches classiques de rhéométrie, le comportement rhéologique de fluides complexes tels que les gels, milieux granulaires et poudres, émulsions, suspensions de particules et d’objets biologiques. En parallèle, nous développons des méthodes principalement optiques permettant d’obtenir des informations locales sur le comportement de ces fluides : organisation spatiale et dynamique de particules, mesure locale de vitesse, concentration, etc.

Spécificités

  • Détermination expérimentale des lois de comportement de fluides complexes
  • Rhéologie des poudres et milieux granulaires vibrés
  • Vélocimétrie PIV et PTV
  • Ecoulements des fluides complexes

Secteurs d'application

  • Rhéologie des poudres
  • Energie et efficacité énergétique
  • Agroalimentaire et procédés de mise en forme

Mots-clés

  • Poudres et suspensions
  • Fluides à seuil
  • Suspensions actives (magnétique, biologique)
  • Rhéométrie

Caractérisation rhéologique des poudres et des milieux granulaires

  •  Mesures des propriétés rhéologiques courantes : visco-élasticité, viscosité, seuil d’écoulement, …
  • Caractérisation des vibrations sur le comportement rhéologique de ces matériaux complexes.
  • Modélisation et simulation d’écoulements
Comportement rhéologique d’un milieu granulaire vibré pour différentes énergies de vibration (viscosité en fonction de la contrainte de cisaillement).
Comportement rhéologique d’un milieu granulaire vibré pour différentes énergies de vibration (viscosité en fonction de la contrainte de cisaillement)

Méthodes optiques de caractérisation de la dynamique de l’écoulement

  •  Mesures des champs de vitesses et de localisation d’écoulement.
  • Suivi de particules (PTV) pour caractériser la dynamique d’objets en suspension
Trajectoires de grains d’une suspension granulaire vibrée obtenues par les techniques de suivi de particules et d’adaptation d’indice de réfraction
Trajectoires de grains d’une suspension granulaire vibrée obtenues par les techniques de suivi de particules et d’adaptation d’indice de réfraction
  • Rhéomètre DHR-3 (TA instrument)
  • Cellule vibrante pour la rhéologie des poudres
  • Banc de diffusion de lumière
  • Dispositif de micro-PIV

Étalement d’une pâte granulaire soumise à des vibrations

  • Conception d’un dispositif de suivi d’étalement de pâte granulaire sous vibration
  • Modélisation de la dynamique d’étalement
  • Extraction de paramètres rhéologiques
Réalisation d’un dispositif de suivi d’étalement d’une pâte granulaire soumise à des vibrations pour la mesure de propriétés rhéologiques
Réalisation d’un dispositif de suivi d’étalement d’une pâte granulaire soumise à des vibrations pour la mesure de propriétés rhéologiques

Effet de la formulation des poudres sur leur comportement rhéologique

  • Formulation de poudres à interactions contrôlées
  • Caractérisation des corrélations entre formulation et rhéologie des poudres
Evolution du comportement rhéologique (cellule de cisaillement) pour différente formulation de poudres : billes de verre de 500 µm de diamètre, billes recouvertes de lactose et particules de lactose agglomérées

Sébastien Kiesgen de Richter
sebastien.kiesgen@univ-lorraine.fr 
03 72 74 42 63

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