Ecoulement d'une phase lamellaire lyotrope : rhéochaos, systèmes dynamiques et vélocimétrie locale

Lyotropic lamellar phase under shear flow : rheochaos, dynamical systems and local velocimetry

• Auteur / Autrice : Jean-Baptiste Salmon
• Direction : Didier Roux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences chimiques. Physicochimie de la matière condensée
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluides non newtoniens

Systèmes dynamiques

Rhéologie

Résumé

Ce travail de thèse porte sur l'étude de l'écoulement d'une phase lamellaire lyotrope et plus particulièrement d'une transition de texture induite par le cisaillement. Au voisinage de cette transition, des comportements dynamiques sont observés : à une contrainte fixe, la structure du fluide ainsi que le taux de cisaillement oscillent en phase sur des périodes de temps extrêmement longues (environ 10 minutes). Ces comportements temporels appelés ''rhéochaos '' ont été analysés à l'aide de la théorie des systèmes dynamiques. Cette étude montre que les phénomènes observés ne correspondent pas simplement à du chaos déterministe de basse dimensionnalité. Ce résultat est ensuite confirmé par l'étude de l'écoulement au voisinage de la transition à l'aide d'une technique de vélocimétrie locale : la diffusion dynamique de la lumière en géométrie hétérodyne. Nous montrons alors que les dynamiques temporelles du taux de cisaillement résultent d'une structuration spatio-temporelle de l'écoulement.

This experimental work deals with the effect of shear on a lyotropic lamellar phase, and more precisely with a shear-induced transition. In the vicinity of this transition, dynamical behaviors are observed: under controlled stress, the structure of the fluid and the measured shear rate display oscillations characterized by a large period of time (about 10 minutes). This temporal instability, recently coined ''rheochaos'' has been analyzed using dynamical system theory. This study demonstrates that the observed dynamics cannot be accounted for by a low dimensional deterministic dynamical system. We confirm such a result by studying the flow near the transition, with the help of a local velocimetry method based on heterodyne dynamic light scattering. These experiments reveal that the measured dynamics are due to the presence of spatio-temporal structures in the flow field.