Les émulsions permettent de mettre en contact des réactifs insoluble en dispersant des gouttes de l’un des fluides au sein du second fluide. Les émulsions augmentent les rendements, réduisent les coûts de production et permettent de nouvelles applications.
Contrôler la distribution de taille des gouttes est un enjeu industriel majeur car cette distribution joue un rôle dans la stabilité des émulsion, leur rhéologie et leur performances. Néanmoins la compréhension des mécanismes d’émulsification est principalement limité aux émulsion à faible fraction volumique de la phase interne où les gouttes se comportent comme isolées. L’impact des interactions entre gouttes (particulièrement à volume fraction élevée) est mal compris et la plupart des études se limitent à une description empirique. Des résultats inattendus et inexpliqué apparaissent pour des fractions volumique au dessus de 70% dont notamment une réductions importante de la polydispersité.
Un mécanisme en deux étapes à été proposé pour les émulsifications à haute fraction volumique : sous l’effet d’un cisaillement les gouttes d’une pré-émulsion s’allongent et forme un réseau compact de tubes de fluide.
Les tubes se rompent ensuite sous l’effet de l’instabilité de Rayleigh-Plateau en plus petites gouttes. Nous avons développé un système microfluides permettant un coécoulement de plusieurs tubes de fluide. Grâce à ce système nous montrons que l’instabilité de Rayleigh-Plateau de tubes adjacent est collective et que cette coopérativité réduit la polydispersité des gouttes produites.
Ces résultats suggère un mécanisme expliquant la réduction de polydispersité lors de l’émulsification à haute fraction volumique en accord avec les observations dans la littérature.
Contrôler la distribution de taille des gouttes est un enjeu industriel majeur car cette distribution joue un rôle dans la stabilité des émulsion, leur rhéologie et leur performances. Néanmoins la compréhension des mécanismes d’émulsification est principalement limité aux émulsion à faible fraction volumique de la phase interne où les gouttes se comportent comme isolées. L’impact des interactions entre gouttes (particulièrement à volume fraction élevée) est mal compris et la plupart des études se limitent à une description empirique. Des résultats inattendus et inexpliqué apparaissent pour des fractions volumique au dessus de 70% dont notamment une réductions importante de la polydispersité.
Un mécanisme en deux étapes à été proposé pour les émulsifications à haute fraction volumique : sous l’effet d’un cisaillement les gouttes d’une pré-émulsion s’allongent et forme un réseau compact de tubes de fluide.
Les tubes se rompent ensuite sous l’effet de l’instabilité de Rayleigh-Plateau en plus petites gouttes. Nous avons développé un système microfluides permettant un coécoulement de plusieurs tubes de fluide. Grâce à ce système nous montrons que l’instabilité de Rayleigh-Plateau de tubes adjacent est collective et que cette coopérativité réduit la polydispersité des gouttes produites.
Ces résultats suggère un mécanisme expliquant la réduction de polydispersité lors de l’émulsification à haute fraction volumique en accord avec les observations dans la littérature.
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Contact: Kevin Roger
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