Réarrangements et auto-organisation induits par une déformation dans une émulsion concentrée

Rearrangements and self-organization induced by deformation in a concentrated emulsion

• Auteur / Autrice : Pierre-Yves Perrin
• Direction : Sylvie Cohen-Addad, Reinhard Höhler
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 13/12/2017
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des nanosciences de Paris (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Éric Clément
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurence Gorre-Talini, Florence Rouyer, Laurence Ramos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurence Gorre-Talini, Florence Rouyer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Granularité (optique)

Émulsions

Mots clés libres

Emulsion concentrée

Transition de blocage

Auto-organisation

Réarrangement

Déormation uniaxiale périodique

Microscopie cohérente

Concentrated emulsion

Rearrangement

Self-organization

Résumé

Les émulsions concentrées sont des empilements compacts désordonnés de gouttes d'huile dans de l'eau. A l'instar des suspensions colloïdales ou des mousses, leur comportement rhéologique est celui d'un liquide d'Herschel-Bulkley. A l'échelle microscopique, l'écoulement s'explique par des réarrangements plastiques et localisés des gouttes d'huile. L'objectif de cette thèse est de caractériser et comprendre ces dynamiques microscopiques.En adaptant la technique de Diffusing Wave Spectroscopy (DWS), nous avons mis au point une technique de détection résolue dans le temps et dans l'espace des réarrangements plastiques de gouttes. Nous avons élaboré des émulsions concentrés désordonnées et non Brownienne par émulsification membranaire. Un dispositif osmotique nous permet de contrôler in situ la pression de confinement de nos échantillons. Nous avons sondé les réarrangements de gouttes déclenchés en appliquant à nos échantillons des déformations uniaxiales d'amplitudes contrôlées. Nous avons observé la présence de réarrangements plastiques même aux plus petites amplitudes de déformations.

The concentrated emulsions are disordered compact packing of droplets of oil in water. As in the case of colloidal suspensions or foams, their rheological behavior is that of a Herschel-Bulkley liquid. On the microscopic scale, the flow is explained by plastic and localized rearrangements of the oil droplets. The objective of this thesis is to characterize and understand these microscopic dynamics. By adapting the Diffusing Wave Spectroscopy (DWS) technique, we have developed a time and space resolved detection technique for the plastic rearrangement of droplets . Concentrated, non-Brownian emulsions were developed by membrane emulsification. An osmotic device allows us to monitor in situ the confinement pressure of our samples. We have probed the rearrangements of droples triggered by applying to our samples uniaxial deformations of controlled amplitudes. We have observed the presence of plastic rearrangements even at the smallest amplitudes of deformations.