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Doctorant H/F sur le thème "Suspensions modèles de particules fonctionnalisées"

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Informations générales

Référence : UMR7057-CARPHI-003
Lieu de travail : PARIS 13
Date de publication : mercredi 6 mai 2020
Nom du responsable scientifique : Elisabeth GUAZZELLI
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les suspensions, qui sont constituées de mélanges de particules dispersées dans un liquide, sont omniprésentes dans les phénomènes naturels (transport de sédiments dans les rivières et les océans, glissements de terrain, avalanches, écoulements pyroclastiques) et dans les processus industriels (industrie alimentaire et cosmétique, génie civil et industrie pétrolière, industries du papier et des composites). Si la rhéologie des suspensions à des fractions volumiques en particules faible est comprise depuis le calcul d'Einstein où les interactions hydrodynamiques entre les particules prédominent, celle dans le régime concentré est loin d'être complètement élucidé. En effet, à ces fractions volumiques, les contacts entre particules deviennent prépondérants entraînant une divergence de la viscosité jusqu'à une transition de blocage, « jamming », où l'écoulement est stoppé.
Dans ce régime de concentration, le problème majeur est de relier la mécanique à l'échelle des grains aux propriétés rhéologiques macroscopiques. Récemment, des études théoriques et numériques ont récemment souligné le rôle de la friction entre les particules et plus largement sur les interactions entre ces particules (électrostatiques, stériques par exemple). Néanmoins, il est difficile expérimentalement d'explorer les suspensions sur toute la gamme allant de particules ayant des interactions purement lubrifiées (sans contact frictionnel) jusqu'à des particules ayant un contact solide avec friction. Le présent projet propose d'aller dans cette direction en fabriquant des particules fonctionnalisées chimiquement à leur surface. Cette fonctionnalisation vise à affecter les interactions entre les particules et entre les particules et le fluide suspendant et pourrait permettre d'examiner la transition entre des suspensions où les particules ont seulement des interactions lubrifiées (sans friction) et où il y a contact frictionnel entre les grains (avec friction). L'objectif de la thèse est par conséquent l'élaboration de particules de fonctionnalité contrôlée et leurs études rhéologiques.

Contexte de travail

La thèse se déroulera entre le laboratoire Sciences et Ingénierie de la Matière Molle (SIMM) à l'ESPCI et le laboratoire Matière et Systèmes Complexes (MSC) CNRS - l'Université de Paris (Site de Condorcet - Paris 13ème)

L'étudiant(e) recherché(e) possédera un profil d'expérimentateur (trice) en chimie des matériaux, avec des connaissances en chimie et physicochimie de la matière molle, curieux et imaginatif.

Encadrants :
Nicolas SANSON (SIMM, ESPCI-SU-CNRS,
Matthieu ROCHE (MSC, CNRS - Université de Paris - Site Condorcet)
Elisabeth GUAZZELLI (MSC, CNRS - Université de Paris - Site Condorcet)

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