%0 Journal Article
%T Sedimentation and Compaction of Calcium Carbonate Aggregating Suspensions : Scaling Analysis of the Equilibrium S¨¦dimentation et compaction de suspensions agr¨¦g¨¦es de carbonate de calcium : analyse en loi d'¨¦chelle de l'¨¦quilibre
%A Senis D.
%A Allain C.
%J Oil & Gas Science and Technology
%D 2006
%I Institut Fran?ais du P¨¦trole
%R 10.2516/ogst:1997018
%X Aggregating suspensions generally separate into a clear supernatant and a voluminous gelled sediment. The suspension remains homogeneous (i. e. a gel stable under gravity forms) only when the volume fraction of particles exceeds a given value Phi**. The present study is devoted to the determination of Phi**. A simplified model describing the gel equilibrium has been developed and its validity is checked comparing its predictions to systematic measurements of the sediment volume performed on calcium carbonate suspensions. Applying this model to the prediction of Phi**, we show that Phi** is not a characteristic of the physico-chemical system but depends on the height of the sample, its aspect ratio and friction between the gel and the side wall. For large (respectively small) aspect ratios, we find that Phi** is a power law function of the width (respectively the height) of the sample involving an exponent 1/(K - 1) which is related to the dependence of the yield stress on the volume fraction of the suspension. Les suspensions agr¨¦g¨¦es se divisent g¨¦n¨¦ralement en un surnageant transparent et un s¨¦diment g¨¦lifi¨¦ volumineux. La suspension demeure homog¨¨ne (gel stable sous l'effet de la gravit¨¦) seulement quand la fraction volumique des particules d¨¦passe une valeur donn¨¦e Phi**. La pr¨¦sente ¨¦tude porte sur le calcul de Phi**. Un mod¨¨le simplifi¨¦ d¨¦crivant l'¨¦quilibre du gel a ¨¦t¨¦ mis au point et sa validit¨¦ est v¨¦rifi¨¦e en comparant de ses pr¨¦dictions avec des mesures syst¨¦matiques du volume du s¨¦diment effectu¨¦es sur des suspensions de carbonate de calcium. Si nous appliquons ce mod¨¨le ¨¤ la pr¨¦diction de Phi**, nous d¨¦montrons que Phi** n'est pas une caract¨¦ristique du syst¨¨me physicochimique mais qu'il d¨¦pend de la hauteur de l'¨¦chantillon, de son rapport d'aspect et des frottements entre le gel et la paroi, Pour les grands (respectivement petits) rapports d'aspect, nous montrons que Phi** est une fonction en loi de puissance de la largeur (respectivement la hauteur) de l'¨¦chantillon comportant un exposant 1/(K - 1) qui est reli¨¦ ¨¤ la d¨¦pendance du seuil d'¨¦coulement avec la fraction volumique de la suspension.
%U http://dx.doi.org/10.2516/ogst:1997018