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Thèse soutenue

Nanofluidique : une investigation théorique et numérique du transport fluidique dans les nanocannaux

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Auteur / Autrice : Simon Gravelle
Direction : Christophe Ybert, Lydéric Bocquet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 17/11/2015
Etablissement(s) : Lyon 1
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Physique et Astrophysique de Lyon (1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Lumière Matière
Jury : Président / Présidente : Thierry Biben
Examinateurs / Examinatrices : Christophe Ybert, Lydéric Bocquet, Laurent Joly, Roland Netz, John Palmeri
Rapporteurs / Rapporteuses : Jérôme Mathé, Benjamin Rotenberg

Résumé

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Cette thèse décrit diverses situations liées au transport fluidique aux nano-échelles. Le premier chapitre est une introduction à la nanofluidique qui contient une revue des longueurs caractéristiques, des forces et des phénomènes présents aux nano-échelles. Le deuxième chapitre est une étude de l'impact de la géométrie sur la perméabilité hydrodynamique d'un nanopore. Inspirée par la forme des aquaporines, cette étude suggère une optimisation possible pour des canaux biconiques. Le troisième chapitre est une étude du remplissage capillaire dans des canaux sub-nanométriques en carbone. Cette étude montre l'importance de la pression de disjonction induite par la structure du fluide sur le remplissage. Le quatrième chapitre est une étude d'une diode nanofluidique, un composant connu pour imiter le comportement d'une diode à semi-conducteur. On montre qu'un fort couplage entre l'eau et la dynamique des ions entraîne une rectification du flux d'eau à l'intérieur de la diode. Le cinquième et dernier chapitre est une étude de l'origine du bruit rose (1=f) communément observé lors des mesures de courant ionique dans les nanopores