Rhéologie des suspensions très concentrées en grosses particules

It is often admitted that concentrated suspensions of force-free particles in a Newtonian fluid are Newtonian with a larger viscosity. This paper demonstrates that, for very large solid fractions, these mixtures are also thixotropic and may exhibit a yield stress. This yield stress increases rapidly when solid fraction tends towards the maximum packing fraction. The thixotropic effects are due to the configuration change during shear. / On admet généralement que la viscosité d'une suspension de particules solides grossières dans un fluide newtonien tend vers l'infini lorsque la concentration solide tend vers la concentration maximale d'entassement. Nous montrons ici expérimentalement que lorsque la fraction solide est sensiblement inférieure à cette limite, la suspension possède un seuil de contrainte et est thixotrope. En outre, dans certains cas, sa loi de comportement en cisaillement simple possède un minimum, qui induit l'instabilité de certains écoulements à contrainte contrôlée. L'ensemble de ces propriétés, et notamment la thixotropie, peuvent être expliquées par l'évolution de la configuration des particules et donc des interactions prédominantes au sein de la suspension (frictions, contacts lubrifiés, etc.). Nous proposons un modèle de loi de comportement microstructurel qui prend en compte l'ensemble de ces phénomènes. Actuellement ce modèle permet seulement de reproduire qualitativement les propriétés observées.