Viscosimétrie ultrasonore ultra large bande

Ultra Large bandwidth ultrasonic viscometry

• Auteur / Autrice : Mohamed Abderrahmane Mograne
• Direction : Didier Laux, Jean-Yves Ferrandis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance le 22/11/2018
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'électronique et des systèmes (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Hugues Duflo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Laux, Jean-Yves Ferrandis, Hugues Duflo, André Bigand, Emmanuel Moulin, Christian Sanchez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : André Bigand, Emmanuel Moulin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Viscosité

Ondes guidées

Rhéologie

Ultrasons

Mots clés libres

Ultrasons

Large bande fréquentielle

Rhéologie

Viscosité

Ondes guidées

Tube à essais

Ultrasonic waves

Large frequency bandwidth

Rheology

Viscosity

Guided waves

Test tube

Résumé

Cette thèse a pour objectif d’instrumenter un contenant familier dans le domaine du biomédical et de la chimie (un tube à essai) avec des éléments piézoélectriques à ondes longitudinales (L) et d’implémenter, en les optimisant, diverses méthodes ultrasonores pour mesurer les viscosités rapidement, sans changer de banc de mesure et cela de quelques Hz à plusieurs dizaines de mégahertz au voisinage de la température ambiante. Grâce au système mis en place il est possible en quelques minutes de déterminer le comportement rhéologique du liquide, étudié en mesurant sa viscosité de cisaillement. Par ailleurs, la gamme de viscosité atteinte est extrêmement large puisque les mesures sont possibles de quelques dizaines de mPa.s à plusieurs centaines de Pa.s. Enfin, au-delà de résultats quantitatifs en terme de viscosité, le banc de mesure peut être aussi utilisé pour suivre de façon qualitative des cinétiques de réaction (polymérisation par exemple).

The main goal of this thesis is to set specific piezoelectric elements emitting longitudinal waves (L) on a well-known container in the field of biomedical and chemistry (a test tube) and to implement with some optimizations various ultrasonic methods to measure viscosities quickly, without changing the measurement bench. The measurement has to be done from a few Hz to several tens of megahertz around room temperature. Up to now it is possible to determine in a few minutes the rheological behavior of the liquid studied thanks to the evaluation of its shear viscosity. Furthermore, the viscosity range reached is extremely wide: the measurements are possible from a few tens of mPa.s to several hundred Pa.s. Finally, beyond quantitative results in terms of viscosity, the measurement bench can also be used to qualitatively monitor reactions (polymerization for example).