Colloque

Influence des propriétés élastiques sur la déformation et rupture de gouttes élastiques dans une matrice en cisaillement

F. Mighribi

Pierre J. Carreau

A. Ajji

Membre a labase

F. Mighribi

Résumé du colloque

Ce travail présente les résultats d'une étude expérimentale sur l'influence de la rhéologie, particulièrement celle de l'élasticité, sur la déformation et la rupture (en cisaillement) de gouttes dans un mélange binaire de polymères. L'approche adoptée consistait à visualiser la déformation et la rupture d'une goutte de fluide élastique à viscosité constante (fluide de Boger) dans une matrice élastique soumise à différents taux de cisaillement. Pour mettre en évidence la contribution de l'élasticité dans la déformation de la goutte, les résultats ont été comparés avec ceux obtenus avec des systèmes de fluides newtoniens. Il y avait une nette différence entre le mode de déformation et de rupture d'une goutte newtonienne dans une matrice newtonienne, et celui d'une goutte élastique dans une matrice élastique. La deformation de la goutte diminue avec l'augmentation du rapport d’élasticité goutte/matrice, k'. La contribution de l'élasticité des deux phases (goutte/matrice) dans la déformation de la goutte a été quantifiée à l'aide d'une relation empirique qui relie la déformation de la goutte au nombre capillaire, Ca. Ce dernier représente le rapport entre les forces visqueuses, générées par l'écoulement, et les forces interfaciales. Pour des rapports d'élasticité, k'> 4, la déformation de la goutte est très peu influencée par l'élasticité. Les conditions critiques de rupture de la goutte, définies par le nombre capillaire critique, Cac , et le temps de bris adimensionnel, t*b , ont été déterminées en fonction de k' . Les résultats obtenus ont montré que Cac , ainsi que t*b , augmentent avec l'augmentation du rapport d'élasticité. Pour des rapports d'élasticité, k'>4 , les valeurs de Cac et de t*b convergent vers des valeurs de 1.7 et de 25 respectivement.