Résumé |
Contrairement aux fluides simples, les fluides complexes sont structurés à une échelle dite mésoscopique, intermédiaire entre celle des molécules et celle de l'écoulement observé. Elle correspond typiquement à la taille de maille dans une solution de polymères ou à la taille d'une bulle dans une mousse. Une telle échelle de longueur offre des degrés de liberté internes supplémentaires (position, orientation, concentration, ...) dont les temps caractéristiques sont de l'ordre de 0.001 à 100 s, les rendant facilement excitables par un écoulement. L'écoulement en bandes de cisaillement est l'une des conséquence spectaculaire de ce couplage entre la structure et l'écoulement de base. La relation entre la contrainte et le taux de cisaillement devient fortement non linéaire et l'écoulement évolue vers un état où des bandes de viscosités différentes coexistent à contrainte constante dans la direction du gradient de vitesse. Ce type d'écoulement est omniprésent dans les fluides complexes (solutions de surfactants, polymères, émulsions, granulaires, mousses, ...). Au cours de cette exposé, nous nous focaliserons sur des systèmes de polymères vivants. Nous montrerons que l'écoulement de ces systèmes suit un scénario bien plus complexe que le scénario de base de l'écoulement en bandes de cisaillement établi au cours de ces dernières années. L'interface entre les bandes n'est pas plane mais ondule suivant l'axe des cylindres et l'écoulement s'organise en rouleaux étagés suivant la vorticité. Nous évoquerons les différents mécanismes proposés pour expliquer cette instabilité. En particulier, dans ces écoulements à bas Reynolds, nous discuterons de l'importance des effets de contraintes normales sur la stabilité de l'écoulement. |