Résumé
:
Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons au
problème général de la caractérisation des
dispersions concentrées. Nous développons une technique
optique de diffusion basée sur le transport incohérent de
lumière polarisée. Nous proposons un dispositif
expérimental permettant l’acquisition de la matrice Mueller
(Matrice 4x4 2D) représentant l’ensemble des interactions entre
la lumière et un milieu diffusant. Le dispositif est
constitué d’une source laser focalisée à la
surface de l’échantillon et d’une caméra CCD permettant
l’acquisition des images rétrodiffusées. Des lames
à cristaux liquides sont utilisées pour
sélectionner rapidement différents états de
polarisation en entrée (source) et en sortie (acquisition).
Parallèlement nous construisions puis analysons une base de
données de simulations de Monte Carlo basée sur la
théorie de Mie. Par confrontation des données
expérimentales et numériques nous déterminons la
taille moyenne des particules en suspension indépendamment de
leur concentration. Le principe de mesure est validé sur des
émulsions d’huile dans de l’eau puis appliqué à
une étude d’un mécanisme de coacervation. Avec
l’hypothèse que les propriétés optiques sont
connues, nous effectuons une mesure simultanée et in situ de la
taille des particules et de leur concentration. Une seconde partie de
la thèse utilisera le transport anisotrope de lumière
pour l’étude de suspensions biréfringentes ou anisotropes
(Argile, bâtonnets de verre, suspensions sanguines) sous
écoulement cisaillé. Pour chaque système, nous
déterminons un axe d’orientation ou de déformation et
nous quantifions l’anisotropie du système. Nous montrons donc
que le transport stationnaire incohérent de lumière
polarisée en milieu turbide est un outil permettant de
caractériser des dispersions de nature variée en terme de
taille, de concentration et d’orientation moyenne des objets
dispersés sous écoulement. Mots clés :
Diffusion de la lumière, Transport incohérent,
Suspensions concentrées, Emulsions, Suspensions anisotropes,
Rhéologie
Membres du
Jury :
Rapporteurs :
Nadia EL KISSI, Chargée de recherche CNRS de
Grenoble
Frank SCHEFFOLD, Professeur université de Fribourg
Examinateurs :
Christophe BARAVIAN, Maître de Conférences à l’UHP,
co-directeur
Michel LEBOUCHE, Professeur à l’UHP, directeur de thèse
Patrice FLAUD, Professeur université Paris 7
Amir H. GANDJBAKHCHE, NIH, Etats Unis
François CATON, Chargé de recherche, CNRS de Nancy
Personnalité
invitée :
Alan PARKER, Ingénieur de recherche, Fimenich
S.A. Suisse
