Shear induced normal stress differences in aqueous foams

A finite simple shear deformation of an elastic solid induces unequal normal stresses. This nonlinear phenomenon, known as the Poynting effect, is governed by a universal relation between shear strain and first normal stresses difference, valid for non-dissipative elastic materials. We provide the first experimental evidence that an analog of the Poynting effect exists in aqueous foams where besides the elastic stress, there are significant viscous or plastic stresses. These results are interpreted in the framework of a constitutive model, derived from a physical description of foam rheology

Glissement à la paroi d'une mousse humide

Les mousses aqueuses sont des assemblées compactes de bulles de gaz dans une solution de tensioactifs. Pour décrire les propriétés rhéologiques de ces fluides complexes utilisés dans de nombreuses applications, il est nécessaire de comprendre les mécanismes de dissipation aux petites échelles, au niveau des bulles ou des films liquides. En particulier, on observe que ces matériaux glissent le long de parois lisses. D'autre part, la rhéologie des mousses dépend fortement de leur fraction volumique de liquide ; nous nous intéressons donc ici au cas des mousses humides, proches de la transition de (dé)blocage, quand les contacts entre bulles disparaissent et que la pression de confinement de la mousse tend vers zéro. Pour élucider les mécanismes de friction en jeu dans les mousses humides, nous étudions le glissement de monocouches de bulles ou de mousses 3D le long d'un plan incliné immergé. Deux régimes de friction sont mis en évidence : en plus d'une friction non-linéaire de type Bretherton, déjà observée dans les mousses, nous montrons l'existence d'une friction linéaire en vitesse de type Stokes (Le Merrer et al. Soft Matter 2015). La transition entre ces deux régimes est pilotée par l'écrasement des bulles contre la paroi