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Coalescence de gouttes d’émulsion en écoulement

Nicolas Bremond — LCMD (ESPCI Paris)

publié le , mis à jour le

L’émergence des techniques de microfabrication a permis, entre autres, le développement de la microfluidique digitale. Cette dernière s’appuie sur l’utilisation de gouttes d’émulsion comme micro-reservoirs indépendants et manipulables qui sont utilisés pour des applications aussi bien en physicochimie qu’en biologie. Nous nous intéressons ici à la stabilité des ces gouttes vis-à-vis de la coalescence. Nous avons ainsi mis en place un système microfluidique permettant l’étude de la coalescence de gouttes d’émulsion en écoulement et ce à l’échelle d’une paire de gouttes. L’approche expérimentale permet en effet de générer un train régulier de paires de gouttes et ainsi d’isoler et d’analyser l’étape de base de la déstabilisation, à savoir la coalescence de deux gouttes qui entrent en collision. Nous démontrons un phénomène contre-intuitif : la coalescence a lieu lors de la phase de séparation des deux gouttes et non lors de l’impact. La séparation induit une déformation du film interstitiel qui tend à rapprocher les deux interfaces, induisant ainsi leur fusion. De plus, nous montrons que ce type de déstabilisation est aussi efficace en présence de tensio-actifs. Ce mécanisme de fusion est également responsable d’une coalescence en cascade se produisant dans un système compact de gouttes. La séparation des gouttes est alors pilotée par la tension de surface.

- Le site du Laboratoire LCMD
- Un article dans le journal du CNRS sur ce laboratoire