Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Séminaire interne du lundi 27 février 2012, Jean-Baptiste Delfau et Marc-Antoine Fardin.

Jean-Baptiste Delfau : Diffusion unidimensionnelle de particules en interaction longue-portée

Résumé :

Lorsque des particules browniennes diffusent dans des systèmes unidimensionnels, elles forment des chaînes et perdent la possibilité de se croiser à fort confinement transverse. Cette contrainte crée des corrélations importantes entre les particules du système. Dès lors, leur déplacement quadratique moyen n’est plus linéaire en temps comme c’est le cas pour la diffusion fickienne mais croît anormalement en $t^1/2$. Ce phénomène nommé Single File Diffusion (SFD) est connu et étudié depuis maintenant plusieurs dizaines d’années, et peut être observé dans de nombreux domaines de la physique (diffusion de colloïdes au sein de matériaux poreux, d’ions dans les membranes biologiques, de vortex dans des supraconducteurs, ions piégés à basse température,etc...). Si ce comportement sous-diffusif a été bien décrit dans le cas d’interactions entre particules de type sphères dures, il existe très peu d’études consacrées aux interactions à longue portée. Nous verrons lors de ce séminaire que la diffusion anormale de ces objets peut être expliquée par une théorie basée sur les modes propres du système. Les expressions obtenues sont en excellent accord avec les simulations numériques et permettent de rendre compte à la fois des lois d’échelle et des préfacteurs observés. De plus, le modèle développé reste valable pour les systèmes de taille finie car il prend en compte les effets de bord."

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Marc-Antoine Fardin : Purely elastic Taylor-Couette instability in the flows of shear-banding fluids

abstract :

In the past twenty years, shear-banding flows have been probed by various techniques, such as rheometry, velocimetry and flow birefringence. In micellar solutions, many of the data collected exhibit unexplained spatio-temporal fluctuations. Recently, it has been suggested that those fluctuations originate from a purely elastic instability of the flow. In cylindrical Couette geometry, the instability is reminiscent of the Taylor-like instability observed in viscoelastic polymer solutions. I will describe how the criterion for purely elastic Taylor-Couette instability should be adapted to shear-banding flows. I will derive three categories of shear-banding flows with curved streamlines, depending on their stability. I will illustrate each category by a few experimental examples on the flow of different wormlike micellar solutions.