Microsystèmes pour la génération et la caractérisation de fluides complexes

Cette thèse porte sur la création et la caractérisation in situ de fluides complexes en géométrie confinée. L'objectif est de réaliser des systèmes capables de générer, et de caractériser d'un point de vue rhéologique des fluides complexes, comme des dispersions biphasiques (émulsions, mousses), ou encore des mélanges de fluides. Une première partie de cette thèse se concentre sur la réalisation et la modélisation d'un nouveau d'un micro- générateur permettant de créer des dispersions avec un diamètre en deçà de 10μm et un coefficient de variation proche de 1% (performances situées à l'état de l'art).Nous avons ensuite réalisé un microrhéomètre afin de tenter l'étude de la rhéologie de tels fluides. La caractérisation de ce dispositif nous a amené à employer plusieurs méthodes d'envoi contrôlé du fluide (contrôle indépendant du débit ou de la pression), ainsi que l'utilisation de plusieurs types de fluides (Newtoniens et non Newtoniens) révélant des résultats en adéquation avec nos attentes théoriques. Cette étude nous a également amené à utiliser un micromélangeur dans le but de générer des fluides à viscosités variables que nous avons mesuré à l'aide du microrhéomètre. Cela nous a permis de vérifier rapidement, dans une expérience de type high-throughput, des résultats obtenus par des tiers avec des moyens classiques de laboratoire, publiés dans la littérature. Le système que nous avons développé se rend extrêmement utile à l'étude des viscosités des mélanges de fluides dissimilaires, offrant un outil versatile à ce champs de recherche qui reste essentiellement empirique. Enfin, nous avons réalisé un nouveau type de microrhéomètre pourvu d'un générateur de fluides complexes intégré. Les travaux réalisées sur cette première version ont permis d'optimiser la géométrie et de définir des procédés fiables de fabrication, ce qui ouvrira des perspectives très intéressantes dans un avenir proche, afin de réaliser des systèmes complètement intégrés pour l'étude des dispersions de différents types