Fluid Mechanics and Acoustics Laboratory - UMR 5509

LMFA - UMR 5509
Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
Lyon
France


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Fluides Non Newtoniens (NN)

La recherche relative aux fluides NN se retrouvent dans les recherches menées par les équipes de travail qui ensuite (ou à la suite de) en utilise les résultats pour les thèmes environnement et procédés pour l’industrie et la santé. Essentiellement deux aspects principaux sont sujet de notre recherche, les interactions turbulence/NN et les instabilités de coulées minces. Dans le premier aspect ces interactions sont fondamentales et sont aussi étudiées sous le jour de l’impact sur le transport et le mélange d’espèces passives ou d’occlusions diphasiques (goutte/particules solides). La première partie est le sujet d’études expérimentales (thèse Femat, fin 2020) et numériques (recrutement MC ECL 2019) autour de la turbulence de grille soit oscillante verticalement ou balayante horizontalement, soit de canal. Nous envisageons d’y adjoindre des gradients salins non et la présence de particules solides. Ce cadre est idéal car les turbulences dont nous disposons sont en dehors de cisaillement moyen important et elles sont suffisamment faibles pour éviter la destruction des polymères. D’autres parts les techniques de visualisation que nous avons au point tant pour l’observation quantitative des champs scalaires que pour l’observation quantitative des trajectoires solides sont adaptées à des domaines fixes (non translatés suivant le champ moyen). A notre connaissance peu d’équipes réalisent de telles études en France (ou dans le monde) en présence de fluides NN. Le second aspect de cet axe est lié aux études des surfaces libres et de leurs instabilités de surface pour l’écoulement sous, angle variable, de couches minces. Cet aspect fait ressortir l’aspect thixotrope de certains fluides NN et surtout la notion de seuil de déclenchement de certains fluides rhéofluidifiants ou effets viscoélastiques. De même nous avons ici un certain nombre de techniques de mesures peu utilisées pour cette problématique et qui devrait permettre l’obtention d’analyses nouvelles. Dans le premier cas nous avons essentiellement des écoulements turbulents alors que dans le second cas nous avons des écoulements essentiellement laminaires. Le nouveau MC ECL devrait pouvoir conforter les deux types de recherche à l’aide de l’outil numérique envisagé qui est OpenFoam.
Le premier aspect est en lien avec les recherches liées à Lille (équipe de G. Mompean et S. Berti). Nous avons mis en œuvre en 2018 une journée AFVL (Meudon) sur cette thématique en coordination avec J. Albagnac (IMFT). Comme décrit plus haut nous avons pour ces études une base fortement expérimentale mais des couplages DNS, LES sont utilisés (Collaboration TI). Le deuxième aspect est commun avec l’équipe TI mais aussi en collaboration avec l’Irstea Grenoble et le CETHIL, en particulier pour l’ajout de particules solides dans la problématique. On a ici une recherche tant expérimentale que de modélisation. Notons que pour les deux problématiques l’équipe s’est munie d’un rhéomètre conséquent nécessaire au contrôle permanent des propriétés des fluides utilisés.
L’équipe à travers cette problématique est amenée à travailler sur la problématique Fluide/structure avec fluide NN au travers en particulier d’un projet région (@NEDA) sur les poses d’endoprothèses. Une expérience spécifique est menée à ce titre et des simulations numériques (P. Kulisa) via OpenFoam sont en cours. Une collaboration particulière existe avec l’équipe TI (X. Escriva) sur ce thème, le laboratoire LAMCOS (Pr. Bousaid) et les HCL (Pr. Lermusiaux).
L’équipe fait partie du GDR fluide Transinter, permettant d’appréhender la recherche dans le domaine. Le GDR NN existant est de nature trop Rhéologie pour nos thématiques de recherche.
Participants : ELHajem, Simoens, Kulisa, Botton, Mirales, Dagois-Bohy, Biesheuvel.
Collaborations : Severine Millet, Alexandre Delache, Escriva, Lamcos, Creatis, HCL, Delache, Solvay, Arkhema,.IFPEN, IRSTEA, CETYL, Pr Usha (IIT Madras, Inde), H. Allouche (INSA Euro-M&éditerranée, Fès, Maroc), LAMCOS.
Financement : Région (1 thèse), MESR( 2 thèses)