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Génie Chimique des Milieux Rhéologiquement Complexes

Activités de recherche

publié le , mis à jour le

Rhéologie systémique

Afin d’étudier ces produits formulés complexes, nous avons développé ce que nous avons convenu d’appeler une rhéologie systémique (et le développement de rhéo-réacteurs) qui repose sur une intégration de connaissances provenant de plusieurs disciplines comme, notamment, la rhéologie (rhéo-optique, rhéologie des poudres, rhéologie sous haute pression) et le génie des procédés. Elle ne prétend pas se substituer à la rhéologie traditionnelle, mais elle lui apporte un éclairage nouveau et s’avère être un outil d’aide efficace en génie des procédés et en génie de la formulation.



Rhéologie des milieux granulaires

Les matériaux granulaires sont d’un intérêt majeur dans de nombreux secteurs industriels tels que la cosmétologie, la pharmacologie, l’agroalimentaire ou les matériaux de construction. Leur élaboration et leur mise en œuvre sont fortement conditionnées par leurs propriétés rhéologiques qui sont liées, pour une large part, aux caractéristiques physico-chimiques et topologiques des grains qui les composent. Cette thématique met donc en œuvre des couplages forts entre physique, physico-chimie, génie des procédés et formulation qui constituent l’une des spécificités du GEMICO.



Emulsions et émulsification

Le concept de carte formulation-composition est utilisé depuis plusieurs années au GEMICO pour l’étude les émulsions afin de maîtriser les effets physicochimiques de la formulation sur les propriétés de la dispersion finale, ainsi que pour développer des procédés d’émulsification à faible coût énergétique comme l’émulsification par inversion de phase. Plusieurs régions dans cette carte bidimensionnelle peuvent être identifiées, ce qui nous permet de travailler sur des émulsions de différents types, en terme de sens ou morphologie (émulsion eau dans huile ou huile dans eau), et en terme de composition (émulsions concentrées par exemple). Ces régions sont séparées par des lignes d’inversion (catastrophique et transitionnelle) dont le positionnement permet de préparer des émulsions à des formulations et compositions contrôlées. Ces lignes d’inversion peuvent être aussi déplacées ou traversées afin d’obtenir des émulsions possédant des caractéristiques spécifiques.



Transferts de matière dans les milieux complexes

Deux axes de recherche, évidemment connectés et complémentaires, peuvent être identifiés concernant l’étude du transfert de matière dans les milieux complexes au sein du GEMICO :

  • axe processus dans lequel mécanismes de transfert et paramètres fondamentaux (thermodynamiques et diffusionnels en particulier) ont été identifiés et quantifiés à l’aide de méthodologies appropriées et développées au laboratoire.
  • axe procédés, en très forte collaboration avec les équipes EMSP et PRISM du LRGP, dans lequel la connaissance fine des processus mis en jeu dans ces milieux complexes nous permet d’en proposer des applications originales.



Agitation/mélange/ségrégation dans les milieux complexes

comprendre et modéliser l’écoulement de fluides rhéologiquement complexes et particulièrement les processus de ségrégation dans les milieux dispersés, tels que les émulsions et les suspensions, en couplant formulation, expérimentation, modélisation structurale et simulation numérique



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Activités de GEMICO