Chemical admixture in model suspensions : a multi-scale study
Adjuvantation de suspensions modèles : caractérisation multi-échelles
Résumé
In this experimental PhD thesis, we investigated the effects of a surfactant admixture in colloidal suspensions made of silica beads. The rheology of these materials (yield stress, shear elastic modulus, aging) arises from adhesive contacts between the silica beads. These contacts are formed by adding a calcium chloride salt into the suspensions. We probed the suspensions from macro to micro scale using rheometry, zetametry, Total Organic Carbon, confocal microscopy and optical tweezers experiments. Results highlighted that the surfactant leads to non-monotonic variations in the suspension bulk rheology. These variations arises from microstructure and contact changes when the surfactant adsorbs onto the silica particle surfaces. We compared these fundamental results on silica bead suspensions, which are model materials, to the behaviour of crushed quartz suspensions in order to assess the scenarios we proposed from the standpoint of industrial applications
Cette thèse expérimentale étudie l’effet d’un adjuvant tensioactif dans des suspensions colloïdales de particules de silice. La rhéologie de ces matériaux (seuil d’écoulement, élasticité, thixotropie) est basée sur l’existence de contacts adhésifs entre les particules. Ces contacts sont formés grâce à la présence d’un électrolyte de chlorure de calcium dans les suspensions. Leur comportement est caractérisé à différentes échelles (macro et micro) via des expériences de rhéométrie, de zétamétrie, de Total Organic Carbon, de microscopie confocale et de pinces optiques. Les résultats obtenus mettent évidence que l’adjuvantation provoque une variation non-monotone de la rhéologie des suspensions qui s’explique par des évolutions de la microstructure et des propriétés des contacts quand le tensioactif s’adsorbe sur les particules. Ces résultats fondamentaux sur les suspensions de particules de silice, qui sont des matériaux modèles, ont été confrontés au comportement de suspensions de quartz broyé pour évaluer la pertinence/la limite des scénarios proposés vis-à-vis des applications
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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