Cette thèse se situe à la frontière de deux domaines : celui de la rhéologie des mousses et celui de la microfluidique. On présente comment créer une mousse dans un système microfluidique avec une taille minimale de bulle autour de 100 μm et on étudie son écoulement. Après un rappel de l'état de l'art en microfluidique biphasique et dans le domaine de l'écoulement de mousse 2D, on présente l'ensemble de techniques expérimentales qui permettent de produire le système microfluidique et d'imager l'écoulement résultant. Ensuite, on étudie la génération de mousse microfluidique avec la méthode du pincement liquide. On mesure la dépendance des propriétés de la mousse (fraction liquide, topologie) envers les paramètres de contrôle et la géométrie. Nous montrons que la rhéologie de l'écoulement est fortement non-linéaire. La relation pression-débit présente en effet un seuil, une loi de puissance et des discontinuités liés aux transitions de topologie. On met en évidence un effet rétroactif de l'écoulement dans le canal sur la formation de la mousse, qui entraîne un comportement dynamique très riche. On trouve notamment une oscillation entre différentes topologies reliée à une instabilité qui peut être de type advectif, stationnaire ou absolu. Finalement on étudie une méthode pour l'application de forces acoustiques sur un écoulement biphasique, afin de manipuler les bulles de la mousse depuis l'extérieur.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00192819 |
| Date | 24 October 2007 |
| Creators | Raven, Jan-Paul |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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