Abstract FR:

Nous etudions la filtration de particules entrainees par un ecoulement a faible nombre de reynolds dans un empilement desordonne de spheres de verre de meme taille. Nous pouvons visualiser la trajectoire des particules car l'indice de refraction du fluide est ajuste avec celui du verre. L'influence de la structure geometrique du filtre et les effets hydrodynamiques sont etudies plus particulierement. Les mesures portent sur les distributions statistiques des profondeurs de penetration des particules dans le milieu. Des experiences systematiques en fonction de la taille des particules nous ont permis de mettre en evidence deux types de sites de capture: sites de constriction de taille inferieure a celle des particules et sites ou la capture est due a des effets hydrodynamiques. D'autre part, nous avons observe que des particules injectees par paquets penetrent plus loin dans le filtre que si elles sont injectees une a une. Par comparaison avec des experiences sans ecoulement, nous avons pu montrer que cet effet de concentration inattendu est du aux interactions hydrodynamiques entre les particules qui en se propageant modifient le champ local de vitesse dans le milieu. L'etude numerique consiste en une simulation monte carlo ou l'espace des pores est modelise par un reseau carre a deux dimensions de tubes de rayon aleatoire. Les vitesses locales sont calculees par application de la loi de poiseuille et la loi de propagation des particules est probabiliste: la probabilite pour une particule de choisir un pore est proportionnelle au debit dans ce pore. La modelisation de l'effet de concentration des particules qui augmente leur profondeur de penetration consiste a definir un rayon d'interaction hydrodynamique entre particules de l'ordre d'une ou deux longueurs de pore. Une particule capturee peut etre liberee par le passage alentour d'une autre particule situee a une distance inferieure a ce rayon d'interaction