Instabilité de Faraday dans les fluides complexes
Résumé
Since Faraday's founding work in 1831, it is known that the surface of a vertically vibrated fluid layers undergoes the Faraday instability when the forcing acceleration is greater than some critical value. Surface waves appear at the surface and form geometrical patterns characterised by a critical wavelength. We focus on the behaviour in complex fluids to such a hydrodynamic instability. Whe show that a strong coupling between the instability and the fluid microstructure may occur depending on the complex fluid. In semi-dilute wormlike micelles solutions, this coupling gives rise to standing elastic waves. In dilute wormlike micelles solutions, a shear-thickening phenomenom may be induced by the surfaces waves. And in suspensions of rod-like colloids localised alignment takes place.
Il est connu depuis 1831 que les fluides vibrés verticalement sont sujets à l'instabilité de Faraday. Au-dessus d'une certaine accélération dite accélération critique, des ondes stationnaires apparaissent à la surface du fluide et forment un motif géométrique caractérisé par une longueur d'onde critique. Dans ce travail nous montrons que la microstructure d'un fluide complexe peut se coupler fortement à l'instabilité et induire différents types de comportements selon le fluide étudié. Dans des solutions semi diluées de micelles géantes, la forte viscosité du fluide engendre des ondes stationnaires dans la hauteur du fluide. Dans des solutions diluées de micelles géantes, le cisaillement engendré par les ondes de surface conduit à un chargement de la microstructure se traduisant par un phénomène de rhéo-épaississement. Enfin, dans des suspensions de bâtonnets rigides, le couplage entre instabilité et microstructure induit un alignement localisé des bâtonnets.