Porteur : Celestini Franck

 Collaborateurs LPMC : Noblin Xavier

 Doctorants/Post-docs : Kirstetter Geoffroy

 Plateformes technologiques : Salle propre classe 10000, Traitement et analyse des surfaces

 Description :

Une goutte déposée sur une surface possède des modes propres de vibration. Lorsqu’elle est excitée par une vibration mécanique du substrat, elle entre alors en résonance et subit de fortes déformations. On peut utiliser cet effet pour réduire de manière effective l’hystérésis d’angle de mouillage et mettre en mouvement la goutte. Nous avons déjà caractérisé les deux premiers modes de vibration (« rocking mode » et « pumping mode ») et proposé un nouveau mécanisme moteur permettant de contrôler la direction et la vitesse d’une goutte lors de son mouvement sur un substrat le long d’un axe donné.

• Nous proposons dans le cadre de ce projet d’étendre l’étude au cas de mouvements bidimensionnels, donc dans tout le plan du substrat. Cela pourra permettre de déplacer à volonté des gouttes sur une surface. On développera ainsi la brique essentielle à la mise au point du « Lab-on-a-Chip » à base de gouttes déposées. Nous étudierons les lois de couplage entre la vibration verticale et deux vibrations croisées dans le plan. Nous verrons comment procéder à la rencontre de deux gouttes et comment s’effectue leur coalescence. Cela permettra de caractériser la mise en contact de gouttes.
• Nous nous intéresserons également aux rebonds (et rebonds forcés par vibrations) d’une goutte sur des substrats hydrophobes et super-hydrophobes. Une étude sur un système proche — une bille solide sur une membrane — nous a permis de mettre en évidence une transition vers le chaos analogue à celle d’une balle rebondissante (« bouncing ball ») qui est un système modèle pour l’étude de l’apparition du chaos via des dédoublements successifs de période. L’objectif sera de confronter ces expériences modèles à leur équivalent pour les gouttes et de voir ainsi comment les déformations de la goutte et ses oscillations se couplent à la dynamique du rebond.

Une perspective à plus long terme consistera à réunir les deux thèmes. Nous fabriquerons des systèmes alliant déplacement à 2D et échange d’une ou plusieurs gouttes entre deux surfaces se faisant face. Ainsi, en utilisant des vibrations adaptées de la surface basse nous verrons à quelles conditions une goutte peut se trouver éjectée vers la surface supérieure lui faisant face, puis éventuellement revenir sur la surface initiale après déplacement.