Le capillarytron : un nouveau rhéomètre pour sonder la rhéologie frictionnelle des suspensions colloïdales

Un consensus fort a récemment émergé sur le rôle central des contacts frictionnels entre particules sur le comportement rhéologique des suspensions colloïdales. Cependant, aucun outil rhéologique n'existe pour caractériser le comportement frictionnel de ces suspensions. Dans cette thèse, j'ai développé un nouveau rhéomètre : le capillarytron, qui par le contrôle des contraintes granulaires, donne directement accès à la rhéologie frictionnelle des suspensions colloïdales. L'idée clé de ce nouveau dispositif est d'imposer la contrainte granulaire, non pas en utilisant une grille rigide et mobile comme dans Boyer et al. (2011), mais en utilisant l'interface capillaire air/suspension. Par ce moyen, il est possible d’étendre la rhéologie à pression imposée aux suspensions composées de particules de seulement quelques microns de diamètre. Après avoir présenté le concept de ce nouveau rhéomètre, je valide son utilisation en étudiant une suspension bien connue de sphères macroscopiques frottantes. J'étudie ensuite une suspension rhéo-épaississante modèle de particules de silice pour laquelle contacts frictionnels et interactions répulsives à courte portée sont simultanément en jeu. Les résultats obtenus valident le scénario de transition frictionnelle récemment mis en avant pour expliquer le rhéo-épaississement des suspensions colloïdales denses. Enfin, nous utilisons le capillarytron afin d’explorer les signatures frictionnelles de diverses suspensions colloïdales. Ces résultats mettent en évidence la façon dont les propriétés microscopiques de la surface des particules peuvent conduire à divers comportements rhéologiques macroscopiques