Description du sujet de thèse

La cristallisation d'un ou plusieurs sels dans un milieu poreux (roches, sols, matériaux de construction, etc.) résultant de l'évaporation est un sujet d'intérêt majeur en lien avec de nombreux enjeux tels que la salinisation des sols, l'évaporation dans les sols, l'injection de CO2 dans des aquifères salins, la durabilité des matériaux du bâtiment ou encore la préservation de notre patrimoine culturel, tout ceci dans un contexte où le changement climatique est de nature à amplifier les dommages liés aux sels. L'objectif de la thèse proposée est de faire avancer les connaissances dans ce domaine de recherche à l'aide des techniques de la microfluidique. Ces techniques permettent la réalisation de réseaux de canaux interconnectés vus comme des prototypes de milieux poreux modèles quasi-bidimensionnels. Un avantage décisif de ces systèmes est de permettre l'observation directe du développement des structures de sel au sein du réseau poreux. Dans une première partie, l'étude se focalisera sur le développement et la croissance de la structure de sel au sein du réseau en fonction de deux principaux paramètres (la taille moyenne des canaux et le taux d'évaporation). Dans une deuxième partie, les expériences de cristallisation seront développées sur des réseaux déformables. La technique de microscopie de force de traction sera mise en œuvre pour caractériser la déformation du réseau et évaluer les contraintes résultant de la cristallisation.

Formation:
Ce sujet étant principalement basé sur des techniques expérimentales et d'imageries, il convient à des candidats de niveau M2 / école d'ingénieur intéressés par les techniques de fabrication, le travail expérimental et les techniques d'acquisition et de traitement d'images. Une formation en mécanique des fluides et/ou physique et/ou physico-chimie et/ou microfabrication est un plus pour ce sujet.

Contexte de travail

La thèse se déroulera au Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) dans l'équipe de microfluidique MILE, en étroite collaboration avec l'Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse. Le sujet s'inscrit dans le cadre du projet ANR « DRYSALT » et le travail sera donc en interaction avec deux autres laboratoires : le laboratoire Sols, Solides, Structures, Risques (3SR) de Grenoble et le Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions à Toulouse.