L’agitation thermique fait couler les suspensions granulaires
Brownian granular suspensions flow at any inclination angle
Antoine Bérut (équipe Liquides et Interfaces), en collaboration avec des collègues de Marseille, a publié un article intitulé "Brownian granular flows down heaps" dans la revue Physical Review Letters.
Antoine Bérut (team Liquids and Interfaces), with colleagues from Marseille, published an article entitled "Brownian granular flows down heaps" in the journal Physical Review Letters.
Les milieux granulaires sont connus pour leur comportements à la limite entre fluide et solide. Ainsi, si un tas de grains s’écoule lorsqu’il est suffisamment penché, il existe un angle dit « de talus » en dessous duquel aucun mouvement n’est observé.
Les auteurs se sont posés la question de l’influence de l’agitation thermique sur ce type d’écoulements : ils ont donc étudié un milieu granulaire constitué de particules colloïdales suffisamment denses pour sédimenter et former un tas bien défini, mais suffisamment petites pour être soumise au mouvement Brownien. Contrairement au cas classique athermique, ces suspensions granulaires Browniennes ne s’arrêtent jamais de couler : aux faibles inclinaisons, elles présentent un régime de fluage lent, et relaxent progressivement jusqu’à l’horizontal, comme le ferait un liquide.
Les auteurs se sont posés la question de l’influence de l’agitation thermique sur ce type d’écoulements : ils ont donc étudié un milieu granulaire constitué de particules colloïdales suffisamment denses pour sédimenter et former un tas bien défini, mais suffisamment petites pour être soumise au mouvement Brownien. Contrairement au cas classique athermique, ces suspensions granulaires Browniennes ne s’arrêtent jamais de couler : aux faibles inclinaisons, elles présentent un régime de fluage lent, et relaxent progressivement jusqu’à l’horizontal, comme le ferait un liquide.
Granular materials exhibit a wide variety of dynamic regimes and complex flowing properties. For example, a pile of grains will flow if it is sufficiently inclined, but will always stop at a finite angle, below which no motion is observed.
The authors have studied the effect of thermal agitation on such systems: they have measured the avalanche angles in inclined piles of colloidal particles, dense enough to settle and form well defined piles, but small enough to be sensitive to thermal noise. Contrary to what is observed in classical athermal granular materials, these Brownian granular suspensions flow at any inclination angle: they show a creep regime at small angles, and slowly flows until the free surface reaches the horizontal.
The authors have studied the effect of thermal agitation on such systems: they have measured the avalanche angles in inclined piles of colloidal particles, dense enough to settle and form well defined piles, but small enough to be sensitive to thermal noise. Contrary to what is observed in classical athermal granular materials, these Brownian granular suspensions flow at any inclination angle: they show a creep regime at small angles, and slowly flows until the free surface reaches the horizontal.
