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Accueil du site > Séminaires > Année en cours > Thèse Mathieu Pellegrin

Nucléation et dynamique de bulles de cavitation dans des liquides confinés sous tension : expériences dans des systèmes microfabriqués et simulations de la dynamique moléculaire

Thèse Mathieu Pellegrin

à 14h en salle C. Brot

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la cavitation de bulles de vapeur dans un liquide confiné sous tension (c’est-à-dire sous pression négative). Ce travail s’est développé en étudiant deux aspects différents mais complémentaires : la simulation numérique et l’expérience biomimétique. L’étude numérique utilise la simulation par dynamique moléculaire d’un liquide confiné dans une cellule solide. Cette méthode nous a permis d’étudier précisément l’effet de l’interaction entre le solide et le liquide (angle de contact), mais aussi de la géométrie sur la nucléation de bulles de vapeur. Nous avons également étudié l’interaction entre deux cellules voisines, et ainsi par comparaison avec un modèle, nous avons mis en évidence une corrélation entre deux évènements de cavitation ainsi que les paramètres importants dans ce phénomène. L’étude expérimentale, quant à elle, a été réalisée sur un dispositif en hydrogel de polymère inspiré de systèmes naturels. Cette méthode nous a permis d’étudier un système ayant des caractéristiques mécaniques proches des observations naturelles faites sur les sporanges de fougères tout en ayant un contrôle précis de sa géométrie. Nous avons alors mis en évidence l’effet de l’épaisseur des parois entre cellules permettant d’observer des cavitations isolées lorsqu’elles sont épaisses ou groupées de plusieurs centaines de bulles lorsqu’elles sont fines. L’effet de la taille des cellules permet, quant à lui, de mesurer des vitesses de propagation de cavitation allant jusqu’à plus de 800 m/s. A l’aide d’un modèle acoustique nous avons alors pu mettre en évidence les paramètres importants dans cette propagation.