Transitions sol-gel de colloïdes anisotropes sous champs de cisaillement, pression et ondes ultrasonores, caractérisées par diffusion de rayons x aux petits angles in-situ
L'objectif de ce travail est de caractériser aux échelles mésoscopiques, l'effet combiné des champs de pression, hydrodynamiques et ultrasonores sur les mécanismes de transition sol-gel de colloïdes anisotropes d'argiles lors de l'ultrafiltration tangentielle. Pour cela, des cellules de filtration ont été développées en intégrant une lame vibrante sollicitée à 20kHz par un générateur ultrasonore. Ces cellules de filtration permettent l'observation in-situ aux échelles nanométriques par diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS). Différentes suspensions aqueuses d'argiles ont été étudiées : des argiles naturelles de montmorillonite Wyoming-Na et des argiles synthétiques de Laponite en présence ou non d'un peptisant le tetrasodium diphosphate (Na4P2O7). Par ailleurs l'effet des ultrasons sur le comportement rhéologique de suspensions a aussi été étudié. L'effet du pré-cisaillement induit par la pompe du circuit de filtration et l'effet des ultrasons, sur les contraintes de cisaillement des suspensions de Laponite ont été mises en évidence. Les deux sollicitations réduisent les niveaux de contrainte et l'effet est plus marqué sur les suspensions avec peptisant (à interaction répulsive dominante) que sur les suspensions sans peptisant (à interaction attractive dominante). Les évolutions temporelles de la structure et de la concentration en colloïdes en fonction de la distance à la membrane ont ainsi été caractérisées sous différentes conditions de filtration et de sollicitations ultrasonores. Deux mécanismes principaux ont été mis en évidence lors de l'application des ultrasons : soit un mécanisme de fracturation ou d'intensification locale de l'écoulement lorsque les colloïdes forment un réseau dense très anisotrope (cas des suspensions de Montmorillonite et de Laponite sans peptisant), soit un mécanisme d'érosion des couches concentrées pour les colloïdes assemblés en structures ouvertes (cas des suspensions de Laponite avec peptisant)
