Rheology and imagery of 2D flow of foam
RHEOLOGIE ET IMAGERIE DES ECOULEMENTS 2D DE MOUSSE
approche expérimentale, numérique et théorique
Résumé
This work is related to the field of liquid foams rheology. Liquid foams are an example of complex fluid, with a behaviour between an elastic solid and a viscous liquid. The structure (bubbles) can be easily seen, especially in 2D (one bubble monolayer), making the foam a model system. We present here how we create a flow, both experimentally (Hele-Shaw cell) and numerically (Monte Carlo simulations). Flow velocity and liquid fraction can be easily changed. The foam is constrained to flow around an obstacle, making the flow heterogeneous. The state of the structure (bubbles elongation, rearrangements) is measured and related to the mechanical properties. We test a modelling based on continuous equations.
Effects due to the confinement are observed: friction on the plates, instability.
Effects due to the confinement are observed: friction on the plates, instability.
Cette thèse s'inscrit dans la recherche sur la rhéologie des mousses liquides. Celles-ci font partie de la classe des fluides complexes et exhibent un comportement entre le solide élastique et le liquide visqueux. Elles ont l'avantage d'avoir une structure (les bulles) facilement identifiable, notamment en géométrie 2D (une seule couche de bulles), ce qui en fait un système modèle. Nous présentons comment nous obtenons ces écoulements, expérimentalement (cellule Hele-Shaw) et numériquement (simulations Monte Carlo). Une grande variabilité en vitesse et en fraction liquide est obtenue. La mousse est contrainte de s'écouler autour d'un obstacle, donnant lieu à un écoulement hétérogène. L'état de la structure (étirement des bulles, réarrangements) est mesuré localement et relié aux propriétés mécaniques. La modélisation des écoulements de mousse à partir d'équations continues est étudiée. Des effets liés au confinement (frottement sur les parois, instabilité) sont observés.