Gestion de gouttes sur un réseau millifluidique : exemples d'analyse haut débit et de mise en forme de matériaux

par Wilfried Engl

Thèse de doctorat en Sciences physiques et de l'ingénieur. Laser et matière dense

Sous la direction de Pascal Panizza.

Soutenue en 2006

à Bordeaux 1 .


  • Résumé

    Au cours de cette thèse, nous avons cherché à caractériser le comportement d'écoulements de deux fluides immiscibles (gouttes et jets) dans des réseaux hydrodynamiques aux petites échelles et, plus spécifiquement, au passage d'un noeud (présentant une entrée et deux sorties). Dans le cas d'écoulements périodiques de gouttes monodisperses, nous avons développé un outil alternatif à la microfluidique en augmentant l'échelle des écoulements en présence. Les circuits mis au point sont constitués de capillaires cylindriques en verre de section millimétrique interconnectés par des modules en plexiglass. Lorsqu'un train périodique de gouttes se présente à une jonction en T, deux régimes hydrodynamiques sont observés dépendant de la fraction volumique de gouttes dans le bras d'arrivée. Pour des faibles dilutions, les gouttes se répartissent entre les deux bras de sortie de la jonction tandis qu'au-delà d'une dilution seuil, elles sont toutes aiguillées vers le bras de moindre résistance hydrodynamique à vide (régime filtre). Une étude systématique en fonction du volume de gouttes, de leur dilution et du rapport des longueurs des deux bras de sortie montre que la transition résulte d'une compétition entre deux mécanismes physiques différents. Pour de petites gouttes, le trafic est contrôlé par les collisions survenant au niveau de la jonction tandis que pour les plus grosses, il résulte d'un processus de rétroaction hydrodynamique : la présence de gouttes dans les bras de sortie modifie la résistance hydrodynamique de chacun des deux bras et donc l'aiguillage des gouttes à la jonction. Parallèlement, nous nous sommes attachés à transposer en millifluidique, d'une part, les fonctions de base de la microfluidique et, d'autre aprt, les procédés de suivi en ligne de réactions chimiques lentes, réalisées à l'intérieur des gouttes, ainsi que de mise en forme de matériaux dispersés de grandes tailles (de 100 microns à quelques millimètres).

  • Titre traduit

    Droplet traffic on a millifluidic network, examples of high throughput analyses and materials shaping


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Informations

  • Détails : 1 vol. (119-[42] p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 117-119

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Bordeaux. Direction de la Documentation. Bibliothèque Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : FTA 3334
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