Feriel, Samouda 13/12/12 à 10h30



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Feriel, Samouda
13/12/12 à 10h30

INSA Toulouse,

Département de Génie Mécanique, salle 112
DEVELOPPEMENT DE LA TECHNIQUE DE VELOCIMETRIE PAR MARQUAGE MOLECULAIRE POUR L’ETUDE EXPERIMENTALE DES MICRO-ECOULEMENTS GAZEUX

Résumé
Ce travail de thèse porte sur le développement de la technique de Vélocimétrie par Marquage Moléculaire (Molecular Tagging Velocimetry - MTV) pour l’étude expérimentale des micro-écoulements gazeux internes. Les micro-écoulements gazeux sont des écoulements raréfiés, caractérisés par un nombre de Knudsen non négligeable. L’analyse de la littérature montre un besoin crucial de données expérimentales de grandeurs locales relatives aux micro-écoulements gazeux. Ces données permettraient une discussion pertinente de la précision et des limites d’applicabilité des différents modèles théoriques proposés dans la littérature pour l’étude du régime de glissement, régime raréfié le plus souvent rencontré en microfluidique gazeuse. Dans cette optique, un banc d’essais expérimental a été développé pour la mesure de champs de vitesses par MTV. La technique consiste à suivre des molécules traceuses d’acétone introduites dans le gaz en écoulement et qui deviennent phosphorescentes lorsqu’elles sont excitées par une source lumineuse UV. Les différents compromis pris en compte pour le développement de ce banc (choix du traceur et du matériau, conception du canal instrumenté,…), ainsi que les techniques d’acquisition et de traitement de signal sont détaillés dans le manuscrit. L’analyse expérimentale commence par une étude du signal de phosphorescence de l’acétone. Ensuite, la technique de vélocimétrie par marquage moléculaire est validée par la mesure de champs de vitesses dans des écoulements laminaires confinés en régime non raréfié. Les résultats obtenus sont comparés à des profils de vitesse théoriques d’un écoulement de Poiseuille à pression atmosphérique. Enfin, les premiers résultats obtenus à basse pression sont présentés et commentés. La détection du signal à un niveau de pression de 1kPa est encourageante et offre de nombreuses perspectives pour l’exploration d’écoulements en régime raréfié.

Mots-Clés:
Microfluidique, micro-écoulements gazeux, micro-vélocimétrie par marquage moléculaire (micro-MTV), analyse expérimentale, écoulement raréfié, nombre de Knudsen.

Etablissement d’inscription
INSA Toulouse

Composition du Jury:
Irina, Graur, Professeur d’Université

Jean-Christophe, Batsale, Professeur d’Université

Gian L uca, Morini, Professeur d’Université

Juergen, J., Brandner, Dr.Ing, Titulaire de l’HDR

Lucien, Baldas, Maître de Conférence, Titulaire de l’HDR

Hiroki, Yamaguchi, Assistant professeur



Stéphane, Colin, Professeur d’Université

Christine, Barrot, Maître de Conférence

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