Thèse soutenue

Etude de la structuration de suspensions colloïdales sous l'effet d'un champ électrique ou magnétique
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Auteur / Autrice : Cyrille Metayer
Direction : Georges Bossis
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Nice
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)

Résumé

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Nous avons étudié la structure obtenue par application d'un champ électrique ou magnétique sur des suspensions constituées de particules submicroniques. Cette agrégation réversible résulte de la polarisation des particules et dépend donc du contraste de permittivité ou de perméabilité entre le liquide suspendant et les particules. La structure formée dépendra de la valeur de l, rapport entre les énergies dipolaires et thermiques. Pour les l supérieurs à l'unité, la force dipolaire domine, les particules forment alors des fibrilles parallèles au champ. Ce changement de structure se traduit par une évolution de la répartition angulaire de la lumière diffusée par la suspension. En utilisant cette caractéristique, il est possible de déterminer simultanément la distribution de taille des chaînes et la distance d'équilibre entre particules à l'intérieur des chaînes. En introduisant une force répulsive, évaluée à partir de l'évolution de la distance d'équilibre en fonction du champ électrique, on obtient, à haute fréquence, un accord satisfaisant entre les tailles théoriques et expérimentales. A faible fréquence, par contre, elles diffèrent de plusieurs ordres de grandeur. La cinétique de formation des structures est en pratique plus lente que celle prédite théoriquement. L'autre partie de cette thèse concerne l'étude du diagramme de phase de suspensions magnétorhéologiques transition chaînes vers colonnes). Le modèle théorique, dans lequel la distance entre particules est un paramètre ajustable, permet de prédire à la fois la valeur critique de la concentration et du paramètre l. Toutefois les formes des diagrammes de phase expérimentaux et théoriques sont assez différentes.