Thèse de DOCTORAT de l'Université de Grenoble

Spécialité: Mathématiques Appliquées

Mr Ibrahim CHEDDADI (UJF)

soutiendra le Mardi 22 Juin 2010 à 14h00 Salle 1 - Tour IRMA

Titre:

Modélisation numérique d'écoulements de mousse.

Ces travaux se sont déroulés sous la direction de Mr Pierre SARAMITO (DR, CNRS) et de Mr François GRANER (DR, CNRS, Institut Marie Curie, Paris)

Résumé:

Les écoulements de mousse liquide sont directement impliqués dans de nombreuses applications dans des domaines aussi variés que les industries agro-alimentaire et cosmétique, l'extraction pétrolière, ou encore la décontamination nucléaire. Par ailleurs, l'étude des mousses apporte des connaissances fondamentales : plus facile à manipuler et analyser, la mousse est un fluide modèle pour comprendre des matériaux tels que les émulsions, les polymères, les pâtes, ou les agrégats de cellules, qui possèdent à la fois des propriétés liquides et solides. Les expériences systématiques réalisées par l'équipe de F. Graner ont fourni une série de données précises qui mettent l'accent sur les propriétés non newtoniennes de la mousse. Dans le même temps, P. Saramito a proposé un modèle visco-élasto-plastique (VEP) continu et tensoriel, à même de prédire le comportement de la mousse. L'objectif de cette thèse est de comprendre ce comportement complexe en s'appuyant sur ces deux éléments. Nous avons élaboré et validé un algorithme de résolution basé sur une méthode d'éléments finis bidimensionnelle. Les solutions numériques sont en excellent accord avec tous les champs mesurés (vitesse, déformation élastique, taux de déformation plastique), et nous avons confirmé le caractère prédictif du modèle. Nous avons identifié les paramètres dominants et établi la nécessité de traiter simultanément les contributions visqueuse, élastique, et plastique dans un formalisme tensoriel. Notre travail apporte une contribution substantielle à la compréhension des mousses et ouvre la voie à la simulation réaliste d'écoulements complexes de fluides VEP en vue d'applications industrielles.

Mots-Clés:

Rhéologie, mousses liquides, visco-élasto-plasticité, équations aux dérivées partielles, éléments finis mixtes.

Membres du Jury:

Rapporteurs:

Mr Philippe COUSSOT (Ingénieur en chef des Ponts, des Eaux et Forêts, LCPC, Marne-La-Vallée)
Mr Marco PICASSO (Maître d'enseignement et de recherche,, EPFL, Lausanne)

Examinateurs:

Mme Isabelle CANTAT (PR, IPR, Rennes)
Mr Stéphane LABBE (PR, UJF)