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Etude numérique et expérimentale des agrégats colloïdaux en microfluidique et au cours du séchage

SEMAAN Hanady
Abstract: 

Ce sujet de thèse s'inscrit dans le cadre du projet ANR SOMA-DNS dont l'un des buts est de créer un logiciel librede simulations sur GPU permettant l'étude du comportement des suspensions colloïdales au repos ou soumises à diverses contraintes. Depuis plusieurs années, l'IRCER a développé en partenariat avec xlim des simulations de dynamique brownienne et de "Schotastic Rotation dynamics molecular (SRD-MD) pour l'étude de diverses suspensions composées de particules ayant des tailles différentes, des anisotropies de forme, de chimie de surface. Le but principal de cette thèse est d'étudier la manière dont on peut introduire des contraintes dans les codes développés notamment le SRD-MD, pour décrire des situations couramment rencontrées lorsque l'on manipule des suspensions colloïdales dans les procédés céramiques. Pour cela on s'appuiera sur un procédé de mise en forme céramique et qui se base sur la microfluidique. L'idée de ce dispositif est de contrôler l'auto-organisation des colloïdes localement dans les puces microfluidiques avant leur dépôt. Pour comprendre les interactions dans ces dispositifs, il est important de prendre en compte le rôle des parois et des éventuels obstacles dans le canal. D'autre part, il est nécessaire d'introduire un flux. Une fois déposées les suspensions sèchent et il est également envisagé de simuler ce séchage par des simulations de SRD-MD. Cette étude numérique sera couplée à des expériences, d'une part pour extraire les paramètres nécessaires aux simulations et pour valider les modèles utilisés dans les simulations. Dans un premier temps, les codes développés ne seront pas parallélisés mais un lien étroit avec les autres partenaires du projet est envisagé tout au long de la thèse pour voir si les développements proposés sont compatibles avec les diverses techniques numériques qu'ils auront développées pour le calcul parallélisé sur GPU.