Instabilité d'une suspension de particules non browniennes oscillant horizontalement

Y. L. ROHT; J-P. HULIN; G. GAUTHIER; D. SALIN; R. CHERTCOFF; H. AURADOU; I. IPPOLITO

Encuentro; 19e Rencontre du non linéaire; 2016

En faisant osciller une suspension isodensit´e de particules sph´eriques non browniennes dans une cellulede Hele-Shaw rectangulaire d?´epaisseur allant de 10 `a 25 diam`etres de billes, nous avons observ´e des bandestransverses r´eguli`ement espac´ees sur toute la longueur de la cellule.Ces bandes correspondent `a des variations de la concentration locale des particules ; elles sont observ´ees pour des suspensions denses de fraction volumique variant entre 25 et 37%, pour des amplitudesmillim´etriques du d´eplacement du fluide et pour des p´eriodes des oscillations de l?´ecoulement allant jusqu?`a plusieurs secondes. Plusieurs formes de variations du d´ebit d?´ecoulement au cours du temps ont ´et´ecompar´ees (sinuso¨ıdes, triangles, carr´es).La longueur d?onde des bandes d´epend peu de la largeur ou de la longueur de la cellule mais elleaugmente de 1 `a 2mm lorsque l?´epaisseur passe de 0, 4 `a 1mm. Une augmentation de la viscosit´edu fluide porteur ainsi qu?un faible contraste de densit´e entre les particules et ce fluide influencent peula longueur d?onde mais r´eduisent la gamme de valeurs de la p´eriode ou de l?amplitude de l?´ecoulementpour lesquelles elles sont observ´ees.Nos r´esultats exp´erimentaux sugg`erent l?importance, dans cette l?instabilit´e, des renversements dusens de l?´ecoulement qui se produisent lors des oscillations. Au cours du renversement, on peut en effetattendre une irr´eversibilit´e du mouvement des particules due `a leurs interactions et conduisant `a des effetsnon lin´eaires ; comme il est effectivement observ´e, de tels effets n?apparaissent qu?au del`a d?une fractionvolumique minimale de particules.