Influence du confinement sur les mécanismes physiques régissant le trafic de gouttes au sein de réseaux micro et milli fluidiques

par Malika Belloul

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Pascal Panizza.

Soutenue en 2010

à Rennes 1 .


  • Résumé

    Dans ce travail de thèse, nous étudions la répartition d'un train périodique de gouttes monodisperses à une simple bifurcation asymétrique. Nous montrons que le trac des éléments discrets dans des réseaux microuidiques résulte de deux mécanismes physiques diérents : un mécanisme collectif de rétroaction hydrodynamique et un mécanisme local de collisions. La compétition entre ces deux mécanismes est régie par le connement des gouttes. Nous proposons des modèles phénoménologiques simples pour comprendre ce trac en fonction des paramètres pertinents du problème. Parallèlement à cette étude, nous mettons au point une méthode passive pour mesurer les pertes de charges dans des écoulements microuidiques et nous mesurons expérimentalement l'excès de résistance hydrodynamique produit par la présence d'une goutte en fonction de son connement dans des canaux de section rectangulaire et circulaire. Enn, nous montrons que la géométrie des canaux aecte notablement la mobilité des gouttes : les gouttes vont plus vite que l'écoulement moyen dans le cas de section circulaire et moins vite dans le cas de section rectangulaire. Ceci du fait de la présence de coins dans cette géométrie.

  • Titre traduit

    Influence of confinement on the physical mechanisms triggering droplet traffic flows in micro-millifluidic networks


  • Résumé

    In this work, we investigate repartionning of monodisperse droplets at a simple asymmetric bifurcation. We show that a trac of discrete uid in microuidic systems is regulated by two distincts mechanisms : collective hydrodynamic feedback and local colisions. The competition between these two mechanisms is controlled by the connement of the droplets. For each mechanism, we propose simple phenomenological models in terms of the various pertinent parameters of the problem. Furthermore, we develop a passive method to measure pressure drops in microuidics channels. We measure the excess hydrodynamic resistance of each droplet channel for channels having circular and rectangular cross-sections. We show that the geometry of a channel aects the mobility of droplets. Droplets travel faster (slmower) than the average ow speed for channels having circular (rectangular) cross sections.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (155 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 148-155

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2010/111
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