L'instabilite de saffman-taylor dans les fluides complexes : relation entre les proprietes rheologiques et la formation de motifs

• Auteur / Autrice : ANKE LINDNER
• Direction : Daniel Bonn
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Au cours de cette these, nous avons effectue une etude de l'instabilite de saffman-taylor dans des fluides complexes. En particulier, nous avons mene une etude systematique de la relation entre les proprietes rheologiques de fluides non-newtoniens et la formation de motifs, en cellule de hele-shaw. Pour cela, nous avons utilise des fluides modeles ne possedant chacun essentiellement qu'une seule propriete non-newtonienne. Une etude rheologique a montre que la propriete dominante d'une solution du polymere rigide xanthane est la viscosite rheofluidifiante, qu'une solution du polymere flexible peo montre des effets elastiques, notamment une contrainte normale elevee, et qu'un gel de polymeres possede un seuil d'ecoulement. Pour des fluides classiques, la largeur relative des doigts de saffman-taylor est determinee par le rapport entre les forces visqueuses et les forces capillaires. Dans le cas d'un fluide rheofluidifiant, les forces visqueuses sont modifiees ce qui entraine un amincissement des doigts par rapport aux resultats classiques. La modification des contraintes visqueuses par un seuil d'ecoulement mene a des structures tres ramifiees avec une largeur caracteristique de doigts, fonction de ce seuil. Pour un fluide elastique, la contrainte normale exerce une pression supplementaire sur le doigt qui s'ajoute aux forces capillaires et qui entraine un elargissement des doigts. Nous pensons que la connaissance des effets sur l'instabilite de saffman-taylor de chacune de ces proprietes, consideree separement, constitue une base pour l'etude de l'instabilite dans des fluides plus complexes. Ces proprietes etudiees sont en effet parmi les proprietes non-newtoniennes les plus courantes, ce qui devrait permettre de comprendre l'instabilite dans des fluides presentant simultanement plusieurs de ces proprietes non-newtoniennes.