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Thèse soutenue

Coalescence des émulsions : phénoménologie et étude de cinétiques

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Auteur / Autrice : Thierry Stora
Direction : Jérôme Bibette
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie - Physique
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Bordeaux 1

Résumé

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La coalescence des emulsions est etudiee d'un point de vue phenomenologique. La coalescence d'emulsions directes, monodisperses, concentrees, stabilisees par des tensio-actifs non-ioniques, est induite par la temperature. A basse temperature, la coalescence procede par la croissance de quelques grosses gouttes. Un seuil de temperature est etabli au-dessus duquel la coalescence est rapide (quelques minutes) et conduit a l'apparition d'une nouvelle population de gouttes monodisperses plus grosses. Le seuil de temperature et la taille de saturation dependent de la taille initiale des gouttes, de la fraction volumique d'huile et de la concentration de tensio-actif. Les cinetiques de coalescence ont ete etudiees par diffusion statique de la lumiere. Au-dessus du seuil, il apparait un anneau de diffusion correspondant a l'apparition de la nouvelle population. L'intensite du pic en fonction du temps suit une loi monoexponentielle. Le temps caracteristique ainsi mesure permet de determiner, moyennant le choix d'un chemin reactionnel, l'energie d'activation controlant la rupture des films de tensio-actifs qui separent les gouttes d'emulsions. L'energie d'activation depend lineairement de la pression dans les films (pression de disjonction). Cette loi conduit a la definition d'une pression de disjonction critique pour laquelle l'energie d'activation est nulle. De plus, les seuils de coalescence definis precedemment correspondent a des seuils de pression de disjonction, qui sont abaisses quand la temperature est augmentee. Enfin, aux temperatures les plus elevees, le tensio-actif devient insoluble dans l'eau, et les microdomaines destabilisent les films separant les gouttes par un mecanisme de pontage