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Thème 3 : Comportement et structuration d’interfaces

Contact : sébastien Teychené

Ce thème réunit les études portant sur les mécanismes responsables de la formation, la modification ou la structuration des interfaces dans les milieux multiphasiques. Les approches développées visent à faire le lien entre l‘évolution à l’échelle locale de ces milieux et certaines propriétés macroscopiques de la dispersion ou de l’interface au sein du procédé.

Vers la description des premiers instants de la nucléation

- Des approches expérimentales sont développées en couplant μ-fluidique digitale et diffusion de rayonnement X aux petits angles afin de caractériser in-situ, le processus de nucléation à l’échelle du nanomètre.
- Du point de vue de la modélisation, des simulations de type Monte-Carlo Cinétique (en collaboration avec le LPS d’Orsay) permettront de suivre les mécanismes de formation et les structures des nuclei et d’en dégager les échelles caractéristiques.


Compression d’un réseau de particules agrégées.

Un nouveau regard sur les suspensions concentrées de colloïdes

- Les mécanismes impliqués lors des procédés de génération ou de concentration de dispersions colloïdales, sont étudiés à l’aide de modèles expérimentaux et numériques capables de retranscrire la complexité des interactions et la structuration de la suspension à différentes échelles. Des expériences spécifiques couplant des procédés de compression osmotique et de précipitation à la diffusion, de rayons X et de neutrons (SAXS, SANS) issues d’un rayonnement synchrotron d’une part, et de lumière polarisée hyperspectrale [2] d’autre part, ont été mises en place. Ces approches ont permis, entre autres, de corréler l’évolution de la porosité avec la réorganisation des agglomérats.
- Nous avons pu montrer, contrairement aux hypothèses généralement admises, que la structure du milieu (dimension fractale et longueur de corrélation) est perdue dès les premiers instants de la compression.


Suivi de la cristallisation en réacteur micro-fluidique par SAXS.

Des interfaces complexes oscillantes

- Le développement d’outils prédictifs de la fragmentation dans les procédés d’émulsification passe par le couplage entre le forçage de l’écoulement à l’échelle de la goutte et la réponse dynamique des interfaces. Des expériences spécifiques d’oscillations libres ou forcées des interfaces sont conduites pour identifier les modes propres d’oscillation de la goutte (fréquence et amortissement).
- Cette approche s’avère utile pour déterminer avec précision le comportement d’interfaces complexes dans les écoulements réels.

Pour une production contrôlée de particules à usage médical

- Un des enjeux de la production de particules à usage biomédical est la maîtrise de leurs propriétés fonctionnelles telles que leur stabilité en suspension (nano médicaments pour faire de la délivrance contrôlée), leurs propriétés structurales (biomatériaux utilisés en revêtement) ou encore leur biodisponibilité (actifs pharmaceutiques).
- Notre démarche vise à développer des méthodologies pertinentes intégrant des processus couplés ou successifs d’agglomération et de redispersion. La mise en oeuvre d’un nano-atomiseur basé sur des technologies de pulvérisation et de récupération spécifiques aux nanoparticules et aux matériaux à haute valeur ajoutée en est un exemple.


Oscillations de forme d’une goutte en présence de tensio-actifs.