Discussion - Perspectives

Les fluctuations de la bande sombre observées à partir de 675 mbar indiquent que l’écoulement n’est probablement pas unidirectionnel. Nous avons donc cherché à mesurer expérimentalement les déplacements latéraux (dans la direction Z, Fig. 6.1) du fluide, afin de les mettre en évidence clairement, et de vérifier si ces fluctuations suivaient un

6.3. Dynamique des bandes cisaillées 141 mouvement périodique. Pour cela, le fluide a été ensemencé de traceurs (diamètre 1 µm) dont la trajectoire a été suivie au microscope. Les premières expériences n’ont permis de mettre en évidence aucun mouvement dans une autre direction que selon l’axe X. La difficulté dans l’observation et la quantification d’éventuels mouvements latéraux est de trouver le bon compromis entre, d’une part la vitesse du fluide, plus le fluide va vite plus les mouvements latéraux semblent amples, et d’autre part le champ de la caméra, en effet plus il est grand, plus le grossissement est petit, et plus la résolution est mauvaise. Par ailleurs, quel que soit l’objectif (20X au minimum), le phénomène de fluctuation des bandes sombres intervient pour des vitesses si élevées que les traceurs ne restent qu’un temps très court dans le champ de la caméra. Les mouvements des traceurs sont donc plus difficiles à observer que les mouvements des bandes sombres. En effet les bandes sombres sont continues, et le traitement de films permet une analyse sur un temps plus long que le temps mis par le fluide pour traverser le champ de la caméra. L’idéal serait ici de mettre en place un dispositif de platine de microscope motorisée se déplaçant à la vitesse du fluide, afin de suivre les particules sur de grandes distances.

Des phénomènes de mouvement de l’interface entre les bandes cisaillées dans un sys-tème de micelles géantes ont été observés en cellule de Couette dans la direction de la vorticité [48]. Dans les expériences en microcanaux présentées ici, le plan d’observation n’est pas le même, mais il est probable que les oscillations observées dans les deux cas correspondent à la manifestation d’un même phénomène. Une analyse plus approfondie pourrait peut-être permette de relier ces phénomènes aux récentes observations et simula-tions concernant le rhéochaos [35, 38].

6.3.3 Résumé

– Fluctuations des bandes sombres à partir d’une pression donnée observées pour tous les systèmes de micelles géantes à bandes de cisaillement (et non interconnectées pour CTAB-NaNO3) étudiés dans cette thèse,

– Pas de mise en évidence de périodicité dans le mouvement des bandes sombres, – Mouvement des bandes sombres indique certainement des mouvements latéraux du

Troisième partie

Vers une étude des écoulements en

milieux poreux

Chapitre 7

Étude d’écoulements en milieux poreux

modèles

Ce chapitre présente des résultats préliminaires sur les écoulements en milieux poreux. Après une étude précise des écoulements en canaux droits, nous avons abordé l’étude de milieux confinés à géométrie plus élaborée : les milieux poreux. La rhéologie locale en microcanal droit a montré la complexité d’un écoulement de micelles géantes, ce qui laisse présager du degré de complexité de la même étude dans un milieu poreux. Par ailleurs, la mesure du champ de vitesse en tout point d’un milieu poreux modèle en un intervalle de temps raisonnable n’est pas possible par une technique de PIV. Ce sont les raisons pour lesquelles nous avons choisi d’étudier les écoulements en milieux poreux de façon plus globale. Les champs de vitesse ne sont plus mesurés en chaque point de l’écoulement, nous avons utilisé une technique permettant d’accéder aux débits dans chaque branche d’un milieu poreux. Ce chapitre présente la démarche, la mise au point d’une technique expérimentale basée sur l’analyse de mesures de thermographie infrarouge, ainsi que les premiers résultats obtenus. L’étude présentée ici valide un nouvel outil de caractérisation des écoulements en milieux poreux. Cette nouvelle technique est validée avec un écoulement de fluide newtonien, l’étude sur les fluides complexes n’est que préliminaire.

7.1 Démarche

Jusqu’à ce chapitre, nous nous sommes attachés à la description des écoulements de mi-celles géantes en canal droit. Il est question dans ce chapitre de milieux confinés à géométrie plus complexe : les milieux poreux, qui peuvent être considérés comme une multitude de canaux droits interconnectés. La compréhension des écoulements de fluides complexes en milieux poreux est d’un grand intérêt pour l’industrie, notamment pétrolière (section 1.1.5, page 21). Grâce aux techniques de fabrication de la millifluidique et de la microfluidique, il est relativement facile de mimer expérimentalement un milieu poreux. Notre attention s’est portée en premier lieu sur un milieu poreux modèle simplifié à l’extrême : une jonction T dissymétrique. L’écoulement d’un fluide newtonien dans cette géométrie est présenté. Pour

ce type de fluide les résultats expérimentaux sont en accord avec les prédictions théoriques. L’écoulement d’un système de micelles géantes, le CPCl-Sal, dans cette même géométrie est alors étudié. Les résultats obtenus sont très différents de ceux du cas newtonien, et nous ne sommes pas capables d’en rendre compte en terme de rhéologie classique, ce qui, à la lumière des conclusions des chapitres précédents, paraît moins surprenant. Cet exemple d’une géométrie très simple qui génère un écoulement complexe, présage de la difficulté de l’étude dans une géométrie plus élaborée. Par ailleurs la technique de PIV utilisée au cours de cette thèse n’est pas adaptée à une mesure simultanée des profils de vitesse en tout point d’un milieu poreux modèle. Nous choisissons donc de réorienter notre étude, en nous attachant à une description plus globale du système. Dans ce but, une méthode de mesure globale de répartition d’un fluide dans un réseau de canaux, basée sur l’ana-lyse de données thermiques a été développée en collaboration avec le TREFLE (Transfert Écoulements Fluides Énergétique, Bordeaux). Cette technique, ainsi que les méthodes de fabrication des puces microfluidiques destinées à la modélisation des milieux poreux, sont présentées dans ce chapitre. La technique est validée par l’écoulement d’un fluide newto-nien dans un simple T dissymétrique, puis dans une arborescence de microcanaux. Une étude préliminaire des écoulements de micelles géantes au moyen de cette technique est alors présentée.