Diffusion en milieu confine et couplage diffusionnel entre ultramicroelectrodes

par JEAN-STEPHANE WARKOCZ

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Christian Amatore.

Soutenue en 2001

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

La taille des ultramicroelectrodes leur confere les qualites requises pour l'etude de milieux confines. Cependant, pour bien comprendre les phenomenes observes, une etape de modelisation est necessaire. Dans une premiere partie, un modele decrivant la convection spontanee est developpe. Il repose sur une description chaotique du fluide et aboutit a une equation de transport simple faisant apparaitre un coefficient de diffusion dependant de l'espace. Le modele est ensuite valide par la mesure a temps longs de courants de chronoamperometrie et par le releve des profils de concentration en solution en fonction du temps, grace a l'utilisation d'ultramicroelectrodes dans une couche de diffusion etudiee. Ses implications sont exposees et les conditions ou la convection spontanee intervient de maniere non negligeable dans la valeur des courants mesures sont evoquees. L'utilisation d'ultramicroelectrodes comme nez artificiels est envisagee dans une seconde partie. Ce travail presente la modelisation du transport au sein d'un film de nafion recouvrant des ultramicroelectrodes de type bandes appariees. Les differentes caracteristiques du transport dans ce milieu sont exposees. Nous montrons ensuite comment des mesures electrochimiques peuvent nous permettre d'acceder aux caracteristiques du film (epaisseur, concentration et coefficient de diffusion du mediateur). Une illustration experimentale permet de valider les simulations numeriques. Dans la derniere partie, ce couplage est utilise pour etudier le transfert de l'information au sein d'une chaine de neurones artificiels. Il est montre qu'un assemblage d'ultramicroelectrodes est capable de traiter de maniere logique une information selon sa nature. La modelisation des neurones artificiels, une fois validee experimentalement, permet d'acceder a des systemes, notamment des portes logiques ou le transport de l'information par des processus diffusionnels entre ultramicroelectrodes joue un role primordial.

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