Dynamique de mousses poroélastiques

Benjamin Sobac (1) , Mathieu Colombani (1) , Yoël Forterre (1)

1 IUSTI - Institut universitaire des systèmes thermiques industriels

– NousétudionsNousétudions expérimentalement la dynamique de moussesélastiquesmoussesélastiques (mousse ouverte flexible en polyuréthane) plongées dans un fluide visqueux. La mousse est initialement comprimée dans une direction puis brutalement relâchée. Le champ de vitesse de la mousse et la pression du fluide interstitiel (pression de pore) sont mesurés au cours de la décompaction du système. Pour des petites compactions initiales, on observe que la mousse relaxe exponentiellement vers sonétatsonétat d'´ equilibre, avec une dynamique diffusive en accord quantitatif avec les théories classiques de consolidation des sols. En revanche, pour des grandes compactions initiales, la dynamique de relaxation est inhomogène et se déroulè a travers un front de décompaction. Un modèle diphasique simple permet de prédire semi-quantitativement les observations et relie l'existence du front au caractère fortement non-linéaire de la réponse mécanique de la mousse. Mots clés : Poroélasticité / matériaux cellulaires / front Abstract – On the dynamics of poroelastic foams. We experimentally investigate the dynamics of soft polyurethane open foams immersed in viscous fluids. The elastic foam is initially compressed in one direction and then suddenly released. The velocity field of the foam and the dynamic pressure of the interstitial fluid (pore pressure) are measured during the swelling of the foam. For small initial compactions, the foams relax exponentially to equilibrium with a diffusive dynamics in quantitative agreements with classical theories of soil consolidation. On the other hand, for large initial compactions, the dynamics is strongly inhomogeneous and occurs through a localized decompaction front. A simple two-fluids model semi-quantitatively predicts the observations and links the existence of a localized front to the highly non-linear mechanical response of the foam.

Domaines: Sciences de l'ingénieur [physics]

Benjamin Sobac, Mathieu Colombani, Yoël Forterre. Dynamique de mousses poroélastiques. Mechanics & Industry, 2011, 12, pp.231 - 238. ⟨10.1051/meca/2011115⟩. ⟨hal-01432095⟩