Flow with slip at the wall: from simple to complex fluids

Abstract

We present series of experiments based on a Near Field Laser Velocimetry technique, aimed to characterize friction mechanisms at fluid–solid interfaces. For simple fluids, we show that noticeable slip at the wall can occur in the case of a smooth surface even in total wetting conditions. For polymer fluids, entanglements between surface anchored chains and bulk polymer govern the friction. A dynamical decoupling associated to disentanglements between surface and bulk chains is observed at large enough shear rates, leading to high slip and low friction. More elastomer like polymers lead to stick–slip instabilities in a narrow range of shear rates. To cite this article: H. Hervet, L. Léger, C. R. Physique 4 (2003). Plusieurs séries d'expériences basées sur une technique de vélocimétrie Laser en champ proche sont présentées, afin de caractériser, par mesure directe de la vitesse interfaciale, les mécanismes de la friction à différentes interfaces fluide–solide. Dans le cas de fluides simples, un glissement notable à la paroi est mis en évidence lorsque le solide est lisse, et ce même lorsque le liquide mouille totalement la surface. Pour des fluides polymères, on montre que la friction est pilotée par les enchevêtrements entre macromolécules ancrées à la paroi et chaı̂nes du volume, avec apparition d'une transition entre forte et faible friction à taux de cisaillement suffisant, associée au désenchevêtrement surface–volume. Pour citer cet article : H. Hervet, L. Léger, C. R. Physique 4 (2003).