Rheological interpretation of deposits of yield stress fluids
Interprétation rhéologique des dépôts de fluides à seuil
Résumé
Various industrial or natural slurries are coarse, concentrated suspensions with a yield stress. Relevant pratical methods are needed to determine the behaviour of such fluids. Here we provide a simple, theoretical approch to describe form of deposits remaining after free surface flow stoppage as a fonction of fluid characteristics. Thixotropy, inertial effects and sedimentation are neglected. It is demonstrated that the flow depth, as fonction of the distance from the edge, can be predicted in any direction. Further analysis shows that there is a clear difference in the form of deposit edge between materials in which there is a grain-to-grain network of interaction and materials in which there is a network of colloidal interaction. These results provide a first order, practical, rheological and structural interpretation of current deposits of pastes, mud, slurries, fresh concrete or magmas.
De nombreux mélanges industriels ou naturels sont des suspensions grossières, concentrées avec un seuil de contrainte. On a besoin de méthodes pratiques efficaces pour déterminer le comportement de tels fluides. Nous présentons ici une approche théorique simple qui décrit la forme des dépôts après arrêt de l'écoulement en fonction des caractéristiques du fluide. On néglige la thixotropie, les effets inertiels et la sédimentation. On montre que la hauteur d'écoulement peut être prédite en fonction de la distance du front et dans toutes les directions. Une analyse complémentaire indique qu'il y a une différence claire dans la forme frontale du dépôt selon qu'on a affaire à un réseau d'interactions de type grain-à-grain ou colloïdal. Ces résultats fournissent une interprétation au premier ordre pratique, rhéologique et structurale des dépôts de pâtes, boues, mélanges, bétons frais ou magmas.