Les peintures, encres, ciments, boues, mousses, émulsions, dentifrices, gels, purées, ont des structures complexes et des comportements parfois surprenants, souvent intermédiaires entre ceux des solides et ceux des liquides simples. Il s'agit d'états de la matière qui sortent du cadre habituel de la physique des gaz, liquides ou solides moléculaires puisqu'ils sont composés d'éléments plus gros. En pratique on cherche à analyser leurs évolutions internes, à mettre au point les matériaux en fonction des propriétés recherchées, ou bien même à en inventer de nouveaux aux propriétés plus originales. Pour cela il est essentiel de comprendre comment se déforment ou s'écoulent ces matériaux en fonction des interactions et des structures formées par les éléments qu'ils contiennent. Cet ouvrage s'adresse à un large public : étudiants à partir de la licence, ingénieurs ou chercheurs en mécanique, physique, chimie, biologie, etc. Il présente une vision unifiée de l'origine physico-chimique des comportements mécaniques des gaz, solides ou liquides simples, suspensions, polymères, colloïdes, émulsions, mousses, granulaires, ainsi que les techniques de mesure de ces comportements. Le formalisme mathématique a été allégé au maximum afin de se focaliser sur les explications physiques des phénomènes. Cet ouvrage s'adresse à un large public : étudiants à partir de la licence, ingénieurs ou chercheurs en mécanique, physique, chimie, biologie... Il présente une vision unifiée de l'origine physico-chimique des comportements mécaniques des gaz, solides ou liquides simples, suspensions, polymères, colloïdes, émulsions, mousses, granulaires, ainsi que les techniques de mesure de ces comportements. Le formalisme mathématique a été allégé au maximum afin de se focaliser sur les explications physiques des phénomènes.
Author(s): Philippe Coussot
Series: Savoirs Actuels
Publisher: EDP Sciences / CNRS Éditions
Year: 2012
Language: French
Pages: 336
Préface
Table des matières
Avant-propos
Chapitre 1. Introduction
1.1 Introduction
1.2 Les solides
1.3 Les liquides
1.4 Les suspensions
1.5 Les colloïdes
1.6 Les polymères
1.7 Les émulsions
1.8 Les mousses
1.9 Les granulaires
1.10 Les matériaux « réels »
Chapitre 2. Matériaux simples
2.1 Introduction
2.2 Interactions entre composants élémentaires et états de la matière simple
2.3 L’état gazeux
2.4 L’état liquide
2.5 L’état solide
2.6 L’état vitreux
Chapitre 3. Suspensions
3.1 Introduction
3.2 Préparation d’une suspension
3.3 Effet de la présence de particules sur le comportement du mélange
3.4 Effet de la concentration
3.5 Effet de l’anisotropie des particules
3.6 Effet de l’hétérogénéité de la concentration en particules
3.7 Rhéoépaississement
3.8 Suspensions dans un fluide à seuil
Chapitre 4. Polymères
4.1 Introduction
4.2 Structure des polymères
4.3 Mise en solution d’un polymère
4.4 Plusieurs chaînes en solution
4.5 Polymères réticulés et gels de polymères
4.6 Comportement mécanique des polymères liquides
4.7 Impact de la température
Chapitre 5. Colloïdes
5.1 Introduction
5.2 Mouvement brownien
5.3 Forces de van der Waals
5.4 Forces électrostatiques
5.5 Effets de polymères adsorbés
5.6 Interactions de déplétion
5.7 Bilan des interactions
5.8 Comportement des systèmes répulsifs
5.9 Systèmes attractifs
5.10 Transition pâteux-hydrodynamique
Chapitre 6. Émulsions – mousses
6.1 Introduction
6.2 Propriétés physiques à l’échelle des inclusions
6.3 Préparation
6.4 Stabilité
6.5 Comportement mécanique
Chapitre 7. Matériaux granulaires
7.1 Introduction
7.2 Principaux types d’interactions directes
7.3 Le rôle de la configuration
7.4 Régimes de comportement
7.5 Régime frictionnel
7.6 Régime collisionnel
7.7 Régimes intermédiaires
Chapitre 8. Rhéométrie
8.1 Introduction
8.2 Géométries de base
8.3 Phénomènes perturbateurs des mesures
8.4 Procédures expérimentales
8.5 Techniques de mesure pratiques
Annexe A. Mécanique des fluides : principes de base et origines physiques
A.1 Introduction
A.2 Les variables de l’écoulement
A.3 Continuité du milieu
A.4 Les forces en jeu
A.5 Conservation de la masse
A.6 Conservation de la quantité de mouvement
A.7 Les fluctuations temporelles
A.8 La turbulence
A.9 Résolution d’un problème d’écoulement
A.10 Lois de comportement
Annexe B. Éléments de thermodynamique
B.1 Premier principe
B.2 Entropie
B.3 Second principe
B.4 Énergie libre
B.5 Distribution d’énergie
Liste des symboles
Index
