Proposition de thèse 2016-2017

Proposition de thèse 2016-2017
Directeur de thèse
Nom : Annie Grosman
Localisation : 4 place Jussieu, 75005 Paris
Tour 22, 3ème étage
Equipe : Couches nanométriques : formation,
interfaces, défauts
Courriel : [email protected]
Téléphone : +33 (0)1 44 27 46 44
Page web :
Sujet de thèse : Evaporation de Fluides Confinés dans les Matériaux Poreux
Description:
Depuis de nombreuses années, on pense que le mécanisme qui contrôle l’évaporation d’un
liquide contenu dans un matériau poreux est lié principalement à la topologie des pores. Dans
les matériaux à pores indépendants, le vidage se fait progressivement, les plus grands pores se
vidant en premier. Dans les matériaux connectés, on observe au contraire un vidage collectif et
brutal des pores, analogue à un phénomène de percolation. Des expériences récentes ont remis
en cause la généralité de ce modèle, et nous proposons d’explorer des scénarios alternatifs en
utilisant des systèmes modèles tels que le Silicium poreux.
Couplage mécanique. Pour expliquer les effets collectifs observés dans le Si poreux où les pores
sont pourtant non connectés, nous avons proposé que le couplage de pores indépendants soit dû
à la déformation élastique des parois séparant les pores, induite par l'adsorption du fluide sur les
parois. Nous proposons de tester cette idée en réalisant des mesures couplées d'adsorption
isotherme et de déformation dans le Si et l’alumine poreux. Ces mesures permettront de calculer
la contribution élastique de surface à l'énergie libre du système solide-vapeur qui est un
paramètre clé dans l'interprétation de l’évaporation.
Cavitation. Un autre mécanisme susceptible de jouer un rôle dans le vidage est la cavitation,
c'est-à-dire la nucléation thermique de bulles de gaz dans le liquide. L’utilisation de Si poreux
permet de mettre en évidence directement l’existence d’un phénomène de cavitation en utilisant
des pores en « bouteille d’encre ». Nous souhaitons mener une étude systématique du
comportement du liquide confiné en utilisant des pores de tailles variables et différents liquides.
Unité mixte de recherche 7588 – CNRS / Université Pierre et Marie Curie
Campus Jussieu – Tours 22 et 23 – Case courrier 840
4 place Jussieu – 75252 Paris Cedex 5 – France
Tél. : +33 (0)1 44 27 63 72 – Fax : +33 (0)1 44 27 46 09 – www.insp.upmc.fr
La thèse est majoritairement expérimentale et fait appel à des techniques très variées. Il s’agira
de : 1) fabriquer les échantillons poreux, 2) mesurer les isothermes d’adsorption/désorption, 3)
mesurer simultanément par interférométrie optique les déformations élastiques. Il sera
également nécessaire de mener un travail de modélisation afin par exemple de déterminer
quantitativement l’impact des déformations élastiques sur le processus adsorption-désorption.
Connaissances et compétences requises : Physique de la matière condensée, Physique
des Liquides et Physique Théorique.
Financement envisagé pour la thèse : Ecoles Doctorales
Unité mixte de recherche 7588 – CNRS / Université Pierre et Marie Curie
Campus Jussieu – Tours 22 et 23 – Case courrier 840
4 place Jussieu – 75252 Paris Cedex 5 – France
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