Etude experimentale et numerique de microecoulements liquides dans les microsystemes fluidiques

par Marc Anduze

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Stéphane Colin.

Soutenue en 2000

à Toulouse, INSA .


  • Résumé

    CETTE ETUDE CONCERNE L'ANALYSE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE D'ECOULEMENTS LIQUIDES DANS LES MICROSYSTEMES FLUIDIQUES. LA PARTIE PRINCIPALE DE CE TRAVAIL A CONSISTE A CONCEVOIR, REALISER ET EXPLOITER UN BANC D'ESSAIS SPECIFIQUE. DANS UN PREMIER TEMPS, LES PRINCIPAUX MICRODISPOSITIFS FLUIDIQUES COURAMMENT UTILISES SONT PRESENTES, AINSI QUE LEURS DIFFERENTS PROCEDES D'ELABORATION. L'INFLUENCE DE LA MINIATURISATION SUR LES ECOULEMENTS EST ENSUITE ABORDEE ET DES PROBLEMES DE COHERENCE ENTRE LES DIFFERENTS RESULTATS EXPERIMENTAUX PRESENTS DANS LA LITTERATURE SONT MIS EN EVIDENCE. L'ANALYSE PREALABLE ET LA CONCEPTION DU BANC D'ESSAIS SONT ENSUITE EXPOSES. CE BANC PEUT MESURER DES DEBITS DANS LA PLAGE 10-7 A 10-13m cubes/s 1, POUR DES PRESSIONS AMONT OU AVAL ALLANT DE 1,5 KPA A 0,35 MPA ET DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 288 K ET 318 K. LES PROCEDURES EXPERIMENTALES, AINSI QUE LA PRECISION DES MESURES, ONT ETE QUALIFIEES A PARTIR DE MESURES D'ECOULEMENTS PERMANENTS DE TYPE HAGEN-POISEUILLE DANS DES MICROCANAUX DE SECTION CIRCULAIRE. UNE ANALYSE COMPARATIVE DU NOMBRE DE POISEUILLE THEORIQUE ET EXPERIMENTAL EST PRESENTEE, POUR DES ECOULEMENTS DANS DES MICROCANAUX DE SECTIONS TRIANGULAIRES ET TRAPEZOIDALES ET DE DIAMETRES HYDRAULIQUES COMPRIS ENTRE 3 ET 15 microM. UNE DEPENDANCE DU NOMBRE DE POISEUILLE EN FONCTION DU NOMBRE DE REYNOLDS EST MISE EN EVIDENCE PUIS DISCUTEE. PAR LA SUITE, UNE ANALYSE EXPERIMENTALE DES MICROCLAPETS D'UNE MICROPOMPE MONTRE UNE FRAGILITE IMPORTANTE ET UN MANQUE CERTAIN DE FIABILITE. UNE SOLUTION ALTERNATIVE EST ALORS PROPOSEE. IL S'AGIT D'UTILISER DES MICRODIODES, ELEMENTS SANS PARTIE MOBILE. UNE ANALYSE NUMERIQUE, CONFRONTEE A L'EXPERIENCE, PERMET D'AMORCER UNE OPTIMISATION GEOMETRIQUE DE MICRODIODES VORTEX EN COMPARANT LEURS PERFORMANCES A CELLES D'AUTRES MICRODIODES PRESENTEES DANS LA LITTERATURE. POUR TERMINER, LES PERSPECTIVES ET DEVELOPPEMENTS FUTURS DE CE TRAVAIL SONT DEGAGES.


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Informations

  • Détails : 184 p.
  • Annexes : 146 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2000/555/AND
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