Sedimentation et transport de particules dans un fluide visqueux

Sedimentation and transport of particles in a viscous fluid

• Auteur / Autrice : BENOIT NOETINGER
• Direction : Étienne Guyon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sédiments (géologie)

Résumé

Ce memoire presente les resultats d'une etude theorique des proprietes de transport hydrodynamiques de suspensions de particules spheriques rigides immergees dans un fluide visqueux, a petit nombre de reynolds. L'accent est mis sur le calcul des variations de la viscosite efficace de la suspension et de la vitesse de sedimentation en fonction de la fraction volumique occupee par les particules. Ces effets sont lies aux interactions hydrodynamiques entre celles-ci; ces interactions sont des interactions a n corps a longue portee. Nous justifions l'emploi d'un modele a deux fluides, qui permet de traiter convenablement le probleme pose par la longue portee de ces interactions. Nous avons ainsi mis en evidence le role joue par les parois du recipient contenant la suspension, dont la forme intervient dans les champs de vitesse pris par le fluide et les particules, bien que les equations de depart soient bien locales. L'emploi des techniques de calcul de beenakker et marur permet d'obtenir des valeurs pour la vitesse de sedimentation concordant bien avec les experiences. D'autre part, il est montre que, au-dela d'une certaine concentration critique, la suspension perd son caractere fluide et devient proche d'un milieu poreux rigide de viscosite infinie. Ce probleme possede la structure d'un probleme de percolation continue, et montre le caractere critique des suspensions concentrees. A titre d'application de ces idees, nous avons construit un modele dynamique simple de formation de sediments, en montrant l'existence d'ondes solitaires de concentration decrivant le processus de tassement du sediment