Etude de l’élongation d’un fluide viscoélastique par holographie numérique

Marie-Charlotte Renoult, Gilles Godard, Maxime Kozulic et Denis Lebrun

L’holographie numérique est appliquée à la visualisation des écoulements viscoélastiques dus à la présence de polymères de fortes masses molaires dans les liquides étudiés. L’expérience menée au laboratoire s’effectue sur un dispositif d’étirage de filament de type CaBER (Capillary Breakup Extensional Rheometer).
C’est une géométrie où deux plateaux étirent un filament viscoélastique de manière parfaitement contrôlée. Pour certaines concentrations de polymères, on constate l’apparition de petites gouttes (ou perles) en mouvement sur le filament. La figure ci-contre montre l’hologramme restitué d’une zone du filament en cours d’étirage à un instant donné. Le dispositif optique est très simple : l’écoulement est éclairé par un faisceau laser et la figure holographique produite par le filament est directement enregistrée sur une caméra dépourvue d’objectif de formation d’images (lensless imaging
system). En restituant ces hologrammes plan/plan, la mise au point est effectuée sur les images après les avoir enregistrées. Il devient ainsi possible de caractériser finement :

• la dynamique des tailles et positions des perles
• l’évolution de la taille du filament

sans connaissance préalable de la position 3D des objets !