Description du sujet de thèse

Mûrissement et écoulement des mousses en cours de gélification
Les mousses, dispersions de bulles de gaz dans un fluide, sont un exemple de systèmes complexes hors d’équilibre. La structure et les propriétés des mousses liquides sont contrôlées par la capillarité ; ainsi, la manière dont les mousses s’écoulent ou évoluent dans le temps dépend principalement des propriétés de leurs interfaces. Ces dernières années, un intérêt croissant s’est porté sur les mousses « élastocapillaires », dans lesquelles les bulles sont emprisonnées dans un solide mou. Les propriétés de ces mousses sont déterminées par une compétition entre les effets de surface et la rhéologie du matériau (capillarité contre élasticité), ce qui peut conduire à une nouvelle classe d’évolutions structurales et de topologies de bulles.
Notre objectif est de comprendre le lien entre les propriétés rhéologiques de la phase continue et la dynamique du système. Nous travaillerons avec des mousses dans lesquelles un gel colloïdal est en cours de formation (des nanoparticules de silice qui s’agrègent et forment un gel avec l’ajout de sel). Au fil du temps, le gel colloïdal se rigidifie, développant une contrainte seuil et un module élastique. Le temps caractéristique de gélification ainsi que la rigidité du gel peuvent être contrôlés en modifiant la concentration de colloïdes ou de sel. Pendant le stage, nous suivrons l’évolution de la structure de la mousse (taille des bulles et organisation) ainsi que sa réponse rhéologique. Nous commencerons par travailler avec des mousses quasi-2D modèles, où nous pourrons modifier localement la topologie des bulles grâce à des motifs de surface, afin d’explorer le lien entre le taux de grossissement et la structure de la mousse.

Contexte de travail

La thèse est co-encadrée par Anniina Salonen (SIMM, ESPCI - Paris) et François Boulogne (LPS, Paris-Saclay, Orsay). Les travaux se dérouleront à l’ESPCI, et l’étudiant bénéficiera de bonnes conditions de travail, tant au niveau de l’espace de bureau que du laboratoire, équipements et produits.
Ce projet de doctorat s’inscrit dans le cadre d’un projet financé par l’ANR, ABC2FOAM, et se fera en collaboration avec des collègues de Lyon. Nous recherchons donc un·e expérimentateur·trice enthousiaste, souhaitant s’investir dans un groupe de recherche actif et apprécier le travail collaboratif au sein d’un programme de recherche financé par l’ANR.

Contraintes et risques

Pas identifiés