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Expérience d’écho microfluidique : une transition dynamique et structurale

Raphaël Jeanneret, ENS Lyon

11 avril 2014

Ce travail expérimental aborde des problèmes concernant la dynamique collective de particules dans des écoulements à très faible nombre de Reynolds et dans des environnements confinés. Dans ces systèmes les particules interagissent via des couplages hydrodynamiques à longue portée d’origine géométrique. Ce couplage complexe entre les particules conduit à des dynamiques de transport non-triviales.

Dans un premier temps, je montrerai comment ces interactions à longue portée auxquelles s’ajoute un effet de taille finie des particules conduisent à la propagation d’ondes de densité linéaires et dispersives lorsqu’une émulsion micrométrique 2D est simplement advectée par un fluide porteur.

Dans un second temps, j’étudierai le même système mais cette fois soumis à un écoulement sinusoïdal afin de sonder la nature réversible de la dynamique. Cette expérience d’écho caractérisée par une dynamique microscopique complètement réversible met en évidence une transition de phase du premier ordre entre un état macroscopique réversible en dessous d’une certaine amplitude d’oscillation et un état macroscopique irréversible au dessus de cette amplitude. De plus, il sera montré que cette transition n’est pas seulement dynamique mais également structurale.