Écoulement et ségrégation dans des pâtes granulaires modèle

Abstract

We study the shear induced segregegation phenomena in non colloidal concentratedsuspensions containing different sizes of particles. Particles are heavier than the fluid,as in most of practical situations (slurries, concrete, solid rocket propellants. . .). In ourexperiments, we use a transparent model material and are able to measure velocity andconcentration fields under shear.In simple shear geometries (Couette cell and parallel-plate), we observe that the main(i.e. azimuthal) flow is generally localized. Besides we demonstrate the systematic existenceof a non-azimuthal component of the trajectories.We experimentally establish the relationship between segregation patterns, primary andsecondary flows. Upon this basis, we discuss the possible mechanisms of segregation.Nous étudions les phénomènes de ségrégation par taille dans des suspensions concentréesde particules en écoulement. Les particules sont plus lourdes que le fluide, comme dans laplupart des situations pratiques (boues, bétons, propergols solides. . .). Le matériau modèleest transparent, et nous pouvons mesurer les champs de vitesse et de concentration desespèces sous cisaillement.Dans les deux géométries étudiées (Couette et plan-plan), on observe que l'écoulementprincipal (azimutal) est en général localisé. De plus, nous montrons l'existence systématiqued'une composante non azimutale des trajectoires.Expérimentalement, nous établissons les relations entre figure de ségrégation, écoulementsprimaire et secondaire. Sur cette base, nous discutons les mécanismes possibles dela ségrégation