Etude de la relaxation magnétique dans les ferrofluides par une méthode optique : application à la mesure de viscosité

par Béatrice Payet

Thèse de doctorat en Optoélectronique

Sous la direction de Gérard Noyel.

Soutenue en 1998

à Saint-Etienne .


  • Résumé

    Le but de ce travail est l'étude de la faisabilité de mesures viscosimétriques d'un liquide par une méthode optique originale utilisant le phénomène relaxationnel des ferrofluides introduits comme marqueurs. Le mémoire fait état de l'étude réalisée dans le cas des effets magnéto-optiques longitudinaux (configuration dite de Faraday) sous champ magnétique sinusoïdal. Les particules présentent des phénomènes de relaxation magnétique de Brown et de Néel mais seul le premier, dû a la rotation des particules, est mesurable optiquement. Le modèle élaboré par Debye pour la relaxation diélectrique est adapté au cas des relaxations magnétiques en tenant compte de la distribution en diamètres des particules. Inversement, ce modèle permet d'obtenir une estimation de la distribution en diamètres des particules. La méthode optique de mesure de la relaxation de Brown a été comparée à une méthode plus classique de mesure de la susceptibilité magnétique (méthode du tore fendu développée par P. Fannin à Trinity college, Dublin), les résultats concordent parfaitement. Les variations de la fréquence de relaxation en fonction de divers paramètres (longueur d'onde, concentration, liquide porteur, température) ont été étudiées. L'étude ci-dessus ainsi que la relation entre viscosité, relaxation de Brown et volume des particules nous ont permis de mettre au point une méthode de mesures viscosimétriques par marqueurs à ferrofluides. L'utilisation comme marqueur, d'un ferrofluide dont le liquide porteur est miscible avec le liquide test et dont les caractéristiques sont connues (distribution en diamètres des particules) conduit a l'estimation de la viscosité de ce liquide. Les essais ont été réalisés sur le glycérol (liquide test) a l'aide de marqueurs dont les liquides porteurs étaient l'eau, le diéthylene glycol ou le glycérol. Les résultats obtenus sont en bon accord avec les valeurs de la viscosité du glycérol mesurées par d'autres techniques plus classiques. Des mesures ont été faites de 10puissance-3 Pa. S a 10puissance 2 Pa. S et peuvent être étendues de 10puissance-4 à 10puissance4 Pa. S. Ce système viscosimétrique peut être déporté par l'intermédiaire de fibres optiques à maintien de polarisation et, pour la partie optique, peut être assez facilement miniaturisé

  • Titre traduit

    Study of magnetic relaxation on ferrofluids using an optical method : application to viscosity measurement


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Informations

  • Détails : 1 vol. (148 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 143-148

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  • Bibliothèque : Université Jean Monnet. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 50467
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