Description :
Descriptif du sujet :

Les fluides newtoniens et fluides complexes tel que ceux utilisés dans l’agro-alimentaire ou dans l’industrie du génie civil sont généralement caractérisés par des rhéomètres équipés de géométries conventionnelles. L’utilisation de ces géométries doit être adaptée en fonction des propriétés recherchées (seuil de mise en écoulement et/ou viscosité) ainsi que du matériau. Ces mesures, qui sont les plus utilisées permettent de caractériser à l’échelle macroscopique le fluide, notamment le ciment et/ou le mortier dans le cadre de recherche et développement dans le domaine du génie civil.
Le sujet de ce stage est de proposer des meures rhéologiques à une échelle micrométrique en utilisant un microscope à force atomique (AFM). Le principe de base de l’AFM est de mesurer les différentes forces d’interaction (de répulsion ionique, de Van der Waals, électrostatiques,…) entre une pointe fine fixée à l’extrémité libre d’un levier d’échelle micrométrique et les atomes de la surface de l’échantillon lorsque la distance pointe-surface est très faibles (<50 nm).
Le développement de la micro-rhéologie permet de remonter aux propriétés viscoélastiques d’un fluide à l’échelle du micromètre. Les possibilités offertes par la conception d’un tel système de caractérisation sont intéressantes pour des mesures de viscosité et de module élastique et visqueux sur de très faible volume de liquide. Cela donne accès à une mesure locale permettant l’utilisation de plus faibles volumes de liquide. L’avantage est également de pouvoir sonder des matériaux aux propriétés souvent difficiles à caractériser en rhéométrie conventionnelle en ayant accès à une gamme d’excitation en fréquence beaucoup plus étendue.

Dans ce travail, nous souhaitons mettre en place une technique de mesures des propriétés rhéologiques en utilisant le microscope à force atomique (AFM) de la fédération I-Mat de l’université de Cergy-Pontoise.
Actuellement, il semble que l’approche retenue pourrait être de développer le confinement d’un fluide collé sur une micro-poutre et d’étudier la modification progressive de la trajectoire du fluide en fonction du cisaillement.

Les objectifs principaux de ce stage sont :


 Comprendre le fonctionnement et les différents modes d’utilisation d’un microscope AFM

 Comprendre les résultats récents de la littérature sur les mesures AFM sur liquides

 Développer et fiabiliser les mesures de propriétés rhéologiques sur des fluides visco-élastiques en utilisant le microscope AFM sur des fluides formulées à base d’eau ou de gels viscoélastiques transparents.

 Etablir un lien entre les résultats obtenus par microscopie AFM et la rhéométrie classique.

Formation et compétences requises du candidat ou de la candidate :

Le/la candidat-candidate devra avoir de solides connaissances en physico-chimie des matériaux et idéalement en rhéologie. Idéalement en Master 2 recherche d’une université ou d’une école d’ingénieur, le candidat ou la candidate possèdera de solides bases en physique-chimie des matériaux, notamment des aptitudes sur les interactions moléculaires. De nature curieuse et rigoureuse, le candidat ou la candidate possèdera un gout prononcé pour la recherche appliquée.

Reference :

Date de démarrage : 15 février 2017

Durée :

Contacter :
LPPI-LCMGC-Université de Cergy-Pontoise
Alexandre PIERRE
5 mail Gay-Lussac- Neuville sur Oise 95031 Cergy-Pontoise
email : alexandre.pierre@u-cergy.fr
Téléphone : 0134256936