Remerciements

L’équipe de la Bibliothèque Universitaire de Reims souhaite remercier Madame Elisabeth Lemaire pour son intervention dans

le cycle de conférences des Jeudis de la Science.

Pour toute information concernant les Jeudis de la Science, contacter : Véronique Fohanno : veronique.fohanno@univ-reims.fr

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Sommaire

1. PRESENTATION DE LA CONFERENCE......................................................... 4

2. L’INTERVENANT ................................................................................................................. 5

2.1 Madame Elisabeth Lemaire .................................................................................................... 5

2.2 Le Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, LPMC......................... 5

2.3 Quelques publications françaises d’Elisabeth Lemaire......................................... 6

3. BIBLIOGRAPHIE SE RAPPORTANT AU THEME DE LA CONFERENCE ....................................................................................................................................... 7

3.1 Titres d’ouvrages disponibles à la Bibliothèque Universitaire ......................... 7

Titre 1 : Ce que disent les fluides ................................................................................................................... 7 Titre 2 : Hydrodynamique physique............................................................................................................... 8 Titre 3 : Rhéophysique des pâtes et des suspensions...................................................................................... 9 Titre 4 : Rhéophysique : Ou comment coule la matière ............................................................................... 10 Titre 5 : Initiation à la rhéologie................................................................................................................... 11 Titre 6 : Comprendre la rhéologie : de la circulation du sang à la prise du béton ........................................ 12 Titre 7 : Rhéologie et analyse de texture des aliments ................................................................................. 13 Titre 8 : Les laves torrentielles : connaissances à l'usage du praticien ......................................................... 13

3.2 Quelques articles .......................................................................................................................... 14

3.3 Quelques revues spécialisées................................................................................................. 14

4. SITES WEB.................................................................................................................................. 15

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«Fluides adaptatifs, fluides intelligents»

Reims, Bibliothèque Universitaire, 22 février 2007

1. Présentation de la conférence

Des matériaux intelligents ?

« Quand on s'intéresse au comportement mécanique d'un matériau, on peut d'abord se

demander si ce matériau est liquide ou solide. Cette question qui semble ridicule si on s'intéresse à de l'eau, de l'huile, de la pierre ou de l'acier appelle une réponse nuancée aussi tôt que l'on considère des matériaux complexes, composés de plusieurs constituants. Par exemple, que diriez-vous du sable qui coule dans un sablier, épouse la forme du récipient dans lequel vous le versez mais n'a pas une surface horizontale ? ou encore du yaourt aux fruits assez "solide" pour que les fruits qu'il contient ne tombent pas au fond du pot mais assez liquide pour couler hors du pot quand celui-ci se renverse ? Ces matériaux envahissent notre quotidien ; on les trouve dans notre salle de bain : dentifrice, crèmes en tous genres, mousse à raser..., dans notre frigo : yaourts, mayonnaise, ketchup..., dans le BTP (ciments, peintures...) ou l'industrie. Ils sont également très présents dans la nature avec par exemple la boue, le sable, la neige...

La rhéologie est la science qui étudie le comportement de ces matériaux ni liquides ni

solides. C’est une discipline jeune, née à la fin des années vingt. Pendant longtemps elle s’est contentée d’être descriptive et a eu pour principal objet une classification des matériaux en fonction de leur comportement mécanique. Peu à peu des physiciens se sont intéressés à la rhéologie et se sont donnés pour tâche de prédire - ou au moins d’expliquer - les différents comportements mécaniques macroscopiques par les interactions microscopiques au sein du matériau. La rhéophysique était née !

Après avoir donné un aperçu de la richesse des comportements mécaniques de la matière et en avoir discuté les conséquences dans des domaines industriels, écologique ou biologique, j’illustrerai la démarche des rhéophysiciens par un exemple : l’étude des fluides électrorhéologiques dont on peut modifier radicalement (et contrôler) le comportement mécanique en appliquant un champ électrique. »

Elisabeth Lemaire

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2. L’intervenant 2.1 Madame Elisabeth Lemaire Madame Elisabeth Lemaire est enseignante à l’Université de Nice. Par ailleurs, elle est membre du Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, LPMC. Ses recherches portent sur les milieux particulaires et plus particulièrement sur la rhéophysique. Mme Lemaire participe aussi à des manifestations pour la promotion de la culture scientifique et technique. Par exemple durant l’Année Mondiale de la Physique en 2005, ses contributions se sont axées sur l’élaboration d’animations telles que : _ Petites mosaïques de la Physique : deux malles à manips de coin de table _ Physique en route : exposition interactive 2.2 Le Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, LPMC Créé au milieu des années 70, le laboratoire fut hébergé sur plusieurs lieux géographiques avant de regrouper ses composantes au sein d'un même bâtiment en 1988. Le Laboratoire de Physique de la Matière Condensée travaille actuellement à partir de trois grands groupes : Milieux Particulaires, Propagation d'Ondes et Optique Guidée. pour en savoir plus sur le Laboratoire de Physique de la Matière Condensée

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2.3 Quelques publications françaises d’Elisabeth Lemaire Lemaire E., Lobry L, Pannacci N., Peters F., Vigouroux A., Cebers A., « La rotation de Quick et quelques-unes de ses applications », 4ème conférence SFE, Poitiers, 2 et 3 septembre 2004 Lemaire E., Lobry L, Pannacci N., « Diminution des pertes de charge capillaire par électrorotation des particules d’une suspension », 2ème congrès français de microfluidique, Toulouse, 14-16 décembre 2004 Bossis G., Lemaire E., Volkova O., « Rhéologie des suspensions électrostructurée »Proc. Du 31ème colloque annuel du GFR, (1996) Lemaire E., Audoly A ., Bossis G., « Organisation de sphères magnétiques en présence d’un champ magnétique », Proceeding des journées scientifiques sur les vols paraboliques, Ed. CNES, 1994 Lemaire E., Bossis G., Grasselli Y., « Comportement en rhéologie stationnaire d’une suspension électro-rhéologique », Les cahiers de la Rhéologie, (1992) Bossis G., Clercx H., Grasselli Y., Lemaire E., Meunier A., « Fluide électro- et magnéto-rhéologique », Les cahiers de la Rhéologie, (1992) Bossis G., Lemaire E., « Rhéologie des suspensions en présence d’un champ électrique », Bulletin d’information rhéo, 18 (1991) Bossis G., Lemaire E., « Des fluides intelligents », La recherche (Sept. 1990)

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3. Bibliographie se rapportant au thème de la conférence

3.1 Titres d’ouvrages disponibles à la Bibliothèque Universitaire Titre 1 : Ce que disent les fluides Ouvrage réalisé par E. Guyon , J.-P. Hulin , L. Petit, Belin , 2005, ISBN 2-7011-3557-5 Localisation : BU Sciences et Techniques, salle 1, cote 532.05 GUY Résumé :

« Pourquoi la buée se condense-t-elle en gouttes sur les toiles d'araignée ? Par quel mécanisme des rides apparaissent-elles au fond de l'eau ? Pourquoi les nuages se groupent-ils si souvent en rouleaux ? Comment naissent les subtiles larmes du vin ? Les écoulements sont omniprésents : domestiqués dans les conduites ou les barrages, ou dangereusement sauvages dans les coulées de lave, les glissements de terrain, les tsunamis ou les cyclones.Leurs étonnantes structures, leurs formes et leurs rythmes nous sont familiers depuis l'enfance, mais savons-nous toujours les décrypter ? Ce livre invite le lecteur à découvrir la physique des fluides à travers des sujets très variés. Tourbillons, houle, turbulence, avalanches, mascarets, écoulements sanguins, etc. sont ainsi traités en détail, chacun en une double page illustrée. Si l'explication rigoureuse des phénomènes en jeu est systématiquement présentée, ce formidable voyage n'oublie pas en effet de faire la part belle à l'image, souvent époustouflante.Le livre que beaucoup attendaient sur le sujet, rédigé avec la plus grande clarté par des chercheurs de renom, vulgarisateurs hors pair. »

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Titre 2 : Hydrodynamique physique Ouvrage réalisé par E. Guyon, J.-P. Hulin et L. Petit EDP Sciences, Savoirs Actuels, 2001, ISBN 2-86883-502-3 Localisation : BU Sciences et Techniques, salle 1, cote 532.5 GUY Résumé :

« Aborder d'une manière nouvelle les phénomènes hydrodynamiques en privilégiant les mécanismes physiques élémentaires et en évitant la lourdeur des formalismes mathématiques, tel était l'objectif que s'étaient fixé Etienne Guyon, Jean-Pierre Hulin et Luc Petit lors de la première édition de cet ouvrage en 1991.Objectif largement atteint puisque l'ouvrage, réimprimé à plusieurs reprises, traduit en anglais et en allemand, est devenu un "classique" de la mécanique des fluides, utilisé tant par les chercheurs que par les étudiants des universités, des classes préparatoires et des grandes écoles. Si l'esprit de cette nouvelle édition reste conforme à celui de la précédente et le sujet centré sur le comportement des fluides et les outils expérimentaux de leur analyse, il s'agit ici d'une version entièrement remise à jour et, surtout, dont la thématique a été significativement élargie à de nouveaux domaines : des développements et chapitres nouveaux sont consacrés à la dynamique du mouillage, aux propriétés des milieux poreux et des suspensions, à l'écoulement des fluides complexes, aux écoulements en rotation, à la turbulence... Autant de secteurs dans lesquels de fécondes applications ont vu le jour récemment, tant en génie des procédés physico-chimiques qu'en sciences de la Terre ou en climatologie. Cette nouvelle édition, dont le caractère pédagogique a été renforcé, répondra à la demande toujours vive que l'ouvrage suscite parmi les étudiants et les enseignants des formations supérieures. »

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Titre 3 : Rhéophysique des pâtes et des suspensions Ouvrage réalisé par Philippe Coussot, Christophe Ancey EDP Sciences, 1999, ISBN 2-8688-3401-9 Localisation : BU Sciences et Techniques, salle 2, cote 532.05 COU

Quatrième de couverture « Cet ouvrage traite du comportement mécanique des suspensions. C'est-à-dire des mélanges d'un liquide et de particules solides (d'une taille supérieure à 1 nm) tels que les peintures, les encres, le dentifrice, le béton frais, les compotes, les soupes, certaines colles, etc. L'accent est mis sur le lien entre les propriétés mécaniques macroscopiques (viscosité) et la structure interne de ces matériaux. Un traitement particulier est réservé aux suspensions constituées d'un grand nombre de particules s'approchant à très faible distance en cours d'écoulement, ce qui amène les auteurs à s'appuyer sur des connaissances issues de la mécanique des sois et de la physique des milieux granulaires. Cet ouvrage développe aussi en détail les problèmes liés à la détermination expérimentale du comportement des suspensions (rhéométrie). Trois exemples d'application permettent de passer en revue l'influence sur le comportement mécanique d'une large gamme de phénomènes physiques résultant d'évolutions et de structures internes variées : le magma, la neige et la boue. »

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Titre 4 : Rhéophysique : Ou comment coule la matière Ouvrage réalisé par P. Oswald Belin Sciences, 2005, ISBN 2-7011-3969-4 Localisation : BU Sciences et Techniques, salle 2, cote 532.05 OSW

Présentation de l'éditeur « Pourquoi faut-il battre le fer tant qu'il est chaud? Comment se propagent les ondes sismiques à l'intérieur de la Terre? Pourquoi le caoutchouc est-il si élastique? Quels sont les secrets d'une bonne peinture ou d'un afficheur à cristal liquide? Autant de questions qui relèvent aussi bien de l'élasticité et de la plasticité des solides, que de l'hydrodynamique des liquides simples ou la rhéologie des fluides complexes. Pour la première fois, cet ouvrage développe une vision unifiée de ces disciplines, en s'appuyant sur la mécanique des milieux continus au niveau macroscopique, et sur la mécanique statistique et la physique des défauts au niveau microscopique. Illustré par de nombreuses expériences et exemples d'applications, il s'adresse aux étudiants de mastère/doctorat comme aux chercheurs et ingénieurs. Un livre de référence qui marquera les esprits. »

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Titre 5 : Initiation à la rhéologie Ouvrage réalisé par G. Couaraze, J.L. Grossiord, Technique et documentation, 2000, ISBN 2-7430-0285-9 Localisation : BU Sciences et Techniques, salle 2, cote 532.05 COU

Résumé : La rhéologie connaît un développement en constante progression depuis quelques années.Dans ce contexte, la réédition du meilleur ouvrage d'initiation s'imposait. Initiation à la rhéologie offre une présentation concrète et pratique dans laquelle le cadre théorique est relié de façon étroite aux procédures et applications expérimentales. Des analyses structurelles moléculaires pour une grande variété de matériaux (liquides simples, complexes, dispersions, solides cristallins, solides divisés, matériaux polymères...) justifient et illustrent la théorie. Cette troisième édition remaniée et tient compte des évolutions récentes des techniques expérimentales et des appareils de mesure. Elle relève des même objectifs que la précédente : être accessible aux non-spécialistes tout en demeurant un ouvrage de base pour les utilisateurs.

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Titre 6 : Comprendre la rhéologie : de la circulation du sang à la prise du béton Ouvrage réalisé par Philippe Coussot, Jean-Louis Grossiord EDP Sciences, 2002, ISBN 2-86883-546-5 Localisation : BU Sciences et Techniques, salle 2, cote 532.05 COM

La rhéologie est la science de la matière en écoulement.Cet ouvrage propose pour la première fois un panorama des concepts essentiels en rhéologie au travers de ses applications à des domaines aussi divers que la biologie, le génie civil, l'industrie des matières plastiques, les cosmétiques, les fluides agro-alimentaires ou encore les fluides naturels. On apprend ainsi par exemple que les polymères, qui jouent un rôle prépondérant dans notre vie moderne, peuvent être tantôt rigides, tantôt élastiques, tantôt liquides, selon la façon dont on les sollicite et que ceci provient de l'arrangement des molécules longues qui les constituent. On y découvre aussi que la peinture résulte d'une alchimie particulière qui lui permet de couler facilement lorsqu'on l'étale et de se figer instantanément juste après. On y apprend encore que le sang est un fluide très complexe constitué de globules qui peuvent s'arranger collectivement pour en augmenter sa viscosité mais sont aussi capables de s'allonger pour se faufiler dans les plus petits vaisseaux sanguins. Ces quelques exemples montrent que la rhéologie touche de nombreux domaines de l'activité humaine, et que notre compréhension des écoulements de fluides complexes passe parla mise en commun de connaissances en physique, chimie. biologie, mécanique ou mathématique. Cet ouvrage s'adresse aux étudiants de second cycle, aux ingénieurs et aux chercheurs de toute disciplines curieux de découvrir les diverses techniques permettant de comprendre les fluides complexes ainsi que les nombreux domaines d'application.

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Titre 7 : Rhéologie et analyse de texture des aliments Ouvrage réalisé par Alain-Claude Roudot Tec & Doc, 2002, ISBN 2-7430-0510-6 Localisation : BU Sciences et Techniques, salle 2, cote 664 ROU Titre 8 : Les laves torrentielles : connaissances à l'usage du praticien Ouvrage réalisé par Philippe Coussot Cemagref, 1996, ISBN 2853624463 Localisation : BU Droit Lettres, pôle Rouge, 551.2 COU

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3.2 Quelques articles R. E. Rosensweig, Negative viscosity" in magnetic fluid, Science, vol. 271. no. 5249, p. 614, February 1996 Disponible à la BU Reims Sciences, cote AP 28 T.C. Halsey, Electrorheological fluids, Science, vol 258, p. 761-766, 1992. Disponible à la BU Reims Sciences, cote AP 28 G. Bossis, E. Lemaire, Des fluides "intelligents" ?, La recherche, p. 1096, Septembre 1990 Disponible à la BU Reims Sciences, cote AP 84 3.3 Quelques revues spécialisées Journal of Rheology Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics Disponible sur les postes informatiques de l’Université Reims Champagne Ardenne Rheologica Acta Disponible sur les postes informatiques de l’Université Reims Champagne Ardenne Applied Rheology Rhéologie (revue du groupe français de Rhéologie)

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4. Sites web http://perso.orange.fr/patrick.kohl/rheologie/rheo_1.htmSite personnel d’Elisabeth Lemaire sur les bases de la rhéologie http://www.univ-lemans.fr/sciences/wgfr/Site officiel du groupe français de rhéologie, et présentation de la revue Rhéologie http://www.dotapea.com/rheologie.htmLa rhéologie au service des arts plastiques http://www.toraval.fr/torrent.phpLa rhéologie des laves torrentielles

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