Lorsqu'une suspension concentrée est en écoulement, il est fréquent d'observer que la concentration en particules ne reste pas homogène mais que les particules migrent vers des régions préférentielles de l'écoulement. Globalement, il existe deux types de modèles pour décrire cette interaction entre l'écoulement et la structure qui apparaît dans la suspension. Les premiers sont assez phénoménologiques et reposent sur l'étude des collisions qui surviennent entre les particules en écoulement. Ils donnent lieu à une description de la migration en termes de diffusion des particules. Le second modèle, appelé "Suspension Balance Model" (SBM), fait appel à l'action des contraintes normales d'origine particulaires engendrées par l'écoulement. Ce modèle semble très pertinent mais son utilisation souffre du manque de données sur les contraintes normales dans les suspensions. Ce manuscrit rapporte une étude expérimentale et numérique de la rhéologie et de la migration induite par un écoulement dans des suspensions non-browniennes concentrées. La partie expérimentale consiste à mesurer, en géométrie torsionnelle plan-plan, la viscosité, les deux différences de contraintes normales et le tenseur des contraintes particulaires. Les contraintes particulaires déterminées expérimentalement sont alors injectées dans le "Suspension Balance Model" qui relie le flux de particules à la divergence du tenseur des contraintes particulaires, dans le cas d'un écoulement de cisaillement simple. Les équations couplées de la conservation de la masse, des particules et du moment d'inertie sont implémentées dans OpenFOAMr et résolues par la méthode des volumes finis. Les résultats numériques sont comparés à des résultats numériques et expérimentaux de la littérature. Enfin, le SBM est généralisé pour être utilisé dans tout type d'écoulement à 2 dimensions ; les cas du cisaillement d'un nuage de particules et de l'effet de la gravité dans un écoulement de Couette horizontal sont traités.

The book surveys the state-of-the-art methods that are currently available to model and simulate the presence of rigid particles in a fluid flow. For particles that are very small relative to the characteristic flow scales and move without interaction with other particles, effective equations of motion for particle tracking are formulated and applied (e.g. in gas-solid flows). For larger particles, for particles in liquid-solid flows and for particles that interact with each other or possibly modify the overall flow detailed model are presented. Special attention is given to the description of the approximate force coupling method (FCM) as a more general treatment for small particles, and derivations in the context of low Reynolds numbers for the particle motion as well as application at finite Reynolds numbers are provided. Other topics discussed in the book are the relation to higher resolution immersed boundary methods, possible extensions to non-spherical particles and examples of applications of such methods to dispersed multiphase flows.