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Si l'on force des particules discrètes à s'écouler dans un canal étroit ou à travers une constriction, des effets assez surprenants peuvent se produire. J'aborderai quelques exemples de tels écoulements.
Dans le domaine de la microfluidique, la mise au point de laboratoires sur puce demande de transporter des émulsions très concentrées à travers des microconduits. Or, expérimentalement, cet écoulement confiné peut fortement s'écarter des prévisions faites sur la base de la rhéologie macroscopique de ces matériaux [1]. De semblables écarts ont été relevés pour d'autres types de solides mous, comme les pâtes colloïdales. Les modèles élasto-plastiques que nous avons développés clarifient l'origine de ces déviations sous confinement. En effet, ces modèles génériques, qui décrivent un ensemble de régions mésoscopiques alternant entre un comportement élastique et une phase de relaxation plastique, nous ont aidés à faire la part des choses entre la contribution du chargement hétérogène et la rhéologie spécifique près des parois [2].
Pour en venir à des situations d'écoulement non uniforme, je parlerai ensuite d'écoulements à travers une constriction étroite, pour lesquels des bouchons peuvent se produire et interrompre le débit. Pour des écoulements granulaires, ces bouchons peuvent être détruits à l'aide de vibrations, mais ils ne cèdent pas spontanément : ils ont des temps de vie très largement distribués. Je présenterai un modèle simple qui rend compte de ces statistiques anormales. D'un autre côté, quand les particules sont des piétons franchissant une porte, les bouchons sont résolus naturellement. Néanmoins, des similitudes avec leurs homologues granulaires existent. [4-5].

[1] Goyon, J., et al. "Spatial cooperativity in soft glassy flows." Nature 454.7200 (2008).
[2] Nicolas, Alexandre, and Jean-Louis Barrat. "Spatial cooperativity in microchannel flows of soft jammed materials: A mesoscopic approach." Physical review letters 110.13 (2013).
[3] Nicolas, Alexandre, Garcimartín, Ángel and Zuriguel, Iker, "A trap model for clogging and unclogging in granular hopper flows". Submitted (2017)
[4] Zuriguel, Iker, et al. "Clogging transition of many-particle systems flowing through bottlenecks." Scientific reports 4 (2014): 732
[5] Nicolas, Alexandre, Sebastián Bouzat, and Marcelo N. Kuperman. "Pedestrian flows through a narrow doorway: Effect of individual behaviours on the global flow and microscopic dynamics." Transportation Research Part B: Methodological 99 (2017).

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