Dans le cadre de notre collaboration avec l'équipe de G. H. McKinley et de M. Leocmach, nous nous intéressons à la réponse de gels de caséinate de sodium à un cisaillement oscillant. L'analyse locale du déplacement du gel nous permet d'obtenir notamment des courbes de Lissajous locales qui nous montrent bien une réponse homogène !

L'analyse de la forme des courbes de Lissajous nous renseigne sur la nature (strain-hardening ou softening) de tels gels. Nous cherchons actuellement à développer une prédiction de la rupture de tels gels à partir de l'analyse harmonique non-linéaire de la déformation. Une publication est en cours à ce sujet !

Nous utilisons la mesure de concentration locale afin de déterminer les effets de migration et de remise en suspension des fluides non-Newtoniens cisaillés. Nous avons tout d'abord comparé notre technique à une simple visualisation des particules sédimentant dans un fluide Newtonien. Nous avons vérifié les résultats obtenus par l'équipe d'A. Acrivos concernant la hauteur du tas sédimenté. Nous avons ensuite étudié la sédimentation sous cisaillement et la remise en suspension de particules dans des mélanges non-Newtoniens (eau-guar, eau-Flopaam). Des effets élastiques originaux se manifestent en deçà du seuil d'instabilité élastique du fluide sous la forme d' « ondulations » du tas sédimenté. Cette ondulation est corrélée à un fort glissement du tas sédimenté qui, à certaines occasions, s'arrête brusquement. Nous sommes actuellement en train d'étudier les mécanismes à l’œuvre lors de ces événements de stick-slip et les paramètres (forces normales, seuils d'instabilité ou de turbulence élastique, caractère rhéo-fluidifiant) gouvernant l'efficacité de la remise en suspension dans les fluides non-Newtoniens.

Nous avons développé deux mesures originales basées sur l'échographie ultrasonore dans les suspensions. Nous ajoutons des traceurs dans des fluides Newtoniens ou non-Newtoniens en faible concentration afin de ne pas influer sur les propriétés rhéologiques du milieu. Ces traceurs vont venir rétro-diffuser les impulsions ultrasonores émises à des intervalles de temps réguliers ; le signal de pression de chacune de ces rétro-diffusions, appelé speckle, est enregistré pour une utilisation ultérieure.

Notre transducteur ultrasonore permet d'obtenir des images dans un plan vertical passant par le centre de la cellule de Couette. La phase du speckle et son intensité permettent de remonter à la concentration locale en particules ainsi qu'à leur vitesse, et s'utilise à taux de cisaillement imposé ou en régime oscillatoire qui peut être synchronisée aux mesures rhéologiques standard (la technique s'appelle alors LORE).