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Ecoulements de solutions de polymères en milieux poreux : rhéologie, glissement et turbulence élastique.

Hugues Bodiguel LOF, Bordeaux

Les solutions de polymères sont généralement utilisées dans des milieux poreux afin d’augmenter la viscosité de la phase aqueuses et ainsi lutter contre les différentes digitations et les hétérogénéités de perméabilités. Toutefois divers phénomènes additionnels doivent être pris en compte, car ces systèmes exhibent des propriétés rhéologiques non-linéaires et des composantes élastiques. Par ailleurs, à petite échelle les conditions d’adhérence sur les parois sont violées à cause de la formation d’une couche de déplétion. Lors de ce séminaire, je discuterai l’impact potentiel de ces différentes propriétés sur les écoulements diphasiques ou monophasiques en milieux poreux. Je m’appuierais sur une approche expérimentale développée au laboratoire qui tire parti de la microfluidique pour étudier ces systèmes dans des géométries modèles et contrôlées. A partir d’expériences dans des réseau de canaux, nous montrons que la rhéofluidification et le glissement ont tendance à augmenter les phénomènes de digitations. Si l’impact du glissement devient de plus en plus grand dans des milieux peu perméables, des mesures de perméabilité réalisées à des échelles inférieures au micromètres indiquent toutefois que le confinement en limite les conséquences. Enfin, les forces élastiques que sont capables de développer les solutions de polymères sont également à prendre en compte et la géométrie du milieux est alors responsable du déclanchement d’instabilités. L’apparition d’un régime turbulent conduit alors à une augmentation de la dissipation visqueuse qui devient prépondérante.