Rheology of cohesive powders : experiments and modelisation

Rhéologie des poudres cohésives : expériences et modélisation Les milieux granulaires constituent une des ressources primaires les plus utilisées dans le monde, particulièrement dans l’industrie. Parmi la diversité de matériaux granulaires existants, les poudres cohésives constituent l’un des matériaux les plus délicats à manipuler. Comprendre le comportement de ces poudres en écoulement et développer des outils adaptés à leur manipulation constitue donc un enjeu industriel majeur. Cependant la difficulté d’étudier ces poudres cohésives réside dans la diversité des interactions cohésives entre les grains qui les composent. Dans le but de comprendre les effets de la cohésion sur les écoulements de poudres, une première étape consiste donc à concevoir un milieu cohésif modèle dont on peut contrôler la cohésion, et qui soit peu sensible aux conditions expérimentales. Le travail proposé dans cette thèse est de développer des méthodes permettant de caractériser et quantifier la cohésion inter-particules ainsi que la cohésion macroscopique d’un milieu granulaire cohésif modèle (CCGM), puis de concevoir des dispositifs expérimentaux permettant d'étudier le comportement du CCGM en écoulement. Les résultats expérimentaux seront comparés à des résultats obtenus grâce à des simulations numériques, basées sur un modèle de rhéologie granulaire continue à laquelle une contrainte seuil de mise en écoulement dépendante de la cohésion est ajoutée, réalisées par Pierre-Yves Lagrée et Anaïs Abramian, ainsi que des simulations de dynamiques des contacts réalisées par Lydie Staron et Sandip Mandal. La pertinence de cette modélisation continue sera discutée à travers les chapitres