Description du sujet de thèse

Drainage and bursting of suspended films of liquid mixtures : A model system to study bubble coalescence

Contexte de travail

Le doctorant mènera une recherche expérimentale au sein du laboratoire SIMM de l'ESPCI Paris. Il sera inscrit à l'ED397 Physique et Chimie des Matériaux de l'Université Paris Sciences et Lettres. Son travail s'inscrira dans le projet ANR ColiFlow "A model system for understanding coalescence and its consequence on gas-liquid flows" en collaboration avec le laboratoire PMMH de l'ESPCI Paris, et le laboratoire SVI CNRS/Saint Gobain Aubervilliers. Les résultats expérimentaux acquis dans le cadre de la thèse seront comparés aux résultats numériques issus de la résolution des équations décrivant le drainage de films suspendus et réalisées au PPMH. Ainsi, les paramètres géométriques des puces et les caractéristiques physico-chimiques des mélanges utilisés dans les expériences seront directement implémentés dans les simulations pour permettre une comparaison quantitative.

Contraintes et risques

Les expériences seront menées dans un premier temps sur des dispositifs expérimentaux existants, le design des puces microfluidiques utilisées pouvant facilement être modifié, et sur des mélanges d'huile qui ont déjà été caractérisés au laboratoire. Le principal risque est lié à la faible durée de vie des films suspendus dans les mélanges d'huile qui nécessite un ajustement rapide et précis des pressions utilisées et l'utilisation de caméras rapides au kHz, de sorte que l'expérimentateur doit d'abord se former. Comme pour tout phénomène interfaciaux en contact avec l'air, la contamination devra être minimisée. Pour cela, le recours à des mélanges d'huiles, de faible tension de surface, plutôt que des solutions aqueuses sera privilégié. Par conséquent, les expériences seront insérées dans des Sorbonne et des enceintes fermées pour limiter l'évaporation et garantir la sécurité chimique de l'expérimentateur, ce sont nous disposons au laboratoire.