Rheometry Platform | Laboratoire Rhéologie et Procédés

The Rheometry Platform aims to characterise the rheological properties of a wide variety of fluid and paste-like materials, at all scales, under various stresses and in controlled environments, both in bulk and at liquid-liquid interfaces.

The flow behaviour and structure of materials can be characterised in situ using optical methods.

The platform is equipped with about ten different instruments. Our design office also develops specific geometries and tools.

The platform, which is accredited by the CNRS, is open to external users, service provision and scientific collaborations.

Rheometry techniques

Rotational rheometry: stress and strain controled

Left: DHR3 – This versatile rheometer allows you to quickly obtain a flow curve or any other standard measurement. It is equipped with a temperature-controlled Couette module and rough geometries for slippery samples. Right: Our ARES-G2 forced-displacement rheometer is equipped with a high-temperature oven and a liquid nitrogen connection, enabling it to perform rheological measurements between -150 and 600°C, or under neutral gas flow. It is also equipped with a set of PPS geometries for aggressive samples. The ARES-G2’s DMA mode also allows a sample to be subjected to oscillations of 50 µm at frequencies of up to 100 Hz

Elongational

The Haake Caber 1 is used to characterize the rheological properties of complex fluids under tensile stress. This type of stress is commonly encountered in many industrial applications, during product formulation or during the shaping of products.

Right: strain of a dilute polymer solution with CABER. Left: The decrease in the filament radius allows the relaxation time of the polymer solution to be determined. Adapted from Naillon et al., Physical Review Fluids, 2019

Viscosimeters

Left and center: The Lovis, a rolling-ball rheometer, is particularly well-suited for measuring the viscosity of low-viscosity liquids. Right: The Ubbelohde viscometer measures the kinematic viscosity of transparent Newtonian liquids in accordance with ASTM D445 and ISO 3104 standards.

Piezoelectric compression

This rheometer enables oscillatory measurements with an amplitude of 10 nm up to 10 kHz.

Spécifications des différentes techniques de rhéométrie disponibles sur la plateforme.
Rhéomètre	Contrainte / Viscosité	Gamme temporelle / fréquentielle
Rotative	0.1 mPa - 10 MPa	10 µHz - 100 Hz
ARES	1 mPa - 10 MPa	10 µHz - 100 Hz
Elongationnel	100 Pa - 1kPa	> 0.1 ms
Bille roulante	0.1 mPa.s - 10 Pa.s	stationnaire
Capillaire	1 mPa.s - 1 MPa.s	stationnaire
Piézo-compression	1 mPa.s - 10 kPa.s	10 Hz - 20 kHz
Micro-capillaire	10 mPa - 1 kPa	< 1 Hz
Micro-rhéologie	1 mPa- 100 Pa	0.1 Hz - 100 Hz

Couplages optiques

Champs de déformation, de vitesse, de concentration : visualisation in situ, microscopie, confocal, fluorescence, caméra rapide.
Structure : diffusion de rayonnement (DLS, SLS, SAXS), biréfringence.

Visualisation in situ

Visualisation de la fracture d'un échantillon de boue de zinc dans une géométrie plan-plan. Issus de de Milian, Thèse de doctorat, UGA, 2021.

Rhéomicroscopie

Droite : Un de nos rhéomètres (MCR 501, Anton Paar) est équipé d'un montage optique permettant de coupler mesure rhéométrique et observation de l'échantillon. pIl est équippé d'objectifs x5 à x50. Nous disposons également des modules pour étude par fluorescence et sous lumière polarisée.Gauche : Suspension de nanocristaux de cellulose sous cisaillement.

Champ de concentration

Caractérisation de cham de concentration d'une émulsion dans une géométrie de Couette par mesure de l'absorbance. Issus de Maleki et al., Physical Review Fluids, 2022.

Rhéométrie capillaire & microscopie

Caractérisation rhéologique dans un microcapillaire (gauche) par mesure du champ de vitesse (droite). Issus de Naillon et al., Physical Review Fluids, 2019.

Diffusion de rayonnement sous cisaillement

Diffusion de rayons X (SAXSà dans un échantillon soumis à un cisaillemment. Issus de Pignon et al., Carbohydrate polymers, 2021.

Echelles spatiales

Volume adapté aux échantillons : 10 µL (micro-rhéologie), 0.1 - 1 mL (rhéomètres commerciaux), 10-100 L (RGDS)
Microrhéologie : caractérisation locale des hétérogénéités (0.1 – 100 µm)