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mardi 5 novembre à 14h dans l’amphithéâtre Boreau de l’ESPCI.
Thèse "Gouttes nageuses en géométrie complexe", encadrée par Olivier Dauchot et Mathilde Reyssat (du laboratoire Gulliver).
Résumé
Si vous étiez un micronageur, pas plus grand que l’épaisseur d’un cheveu, et au fond d’un piscine de la taille d’un pièce de monnaie, quelle méthode adopteriez-vous pour nager ? Un indice, à cette échelle (Petit nombre de Reynolds), la viscosité et les forces de surface se révèlent bien plus efficaces que la gravité ou l’inertie que nous utilisons à notre échelle.
Le système étudié ici est une goutte d’eau dans un milieu constitué d’huile et de micelles inverses. Cette goutte d’eau va envoyer de l’eau dans les micelles présentes à sa surface (relaxation thermodynamique), formant des micelles gonflées qui interagissent avec la goutte. Ces micelles gonflées provoquent une instabilité hydrodynamique qui met en mouvement la goutte.
Une vidéo https://www.youtube.com/watch?v=Oa61pQV7LzAde ces gouttes nageuses a été faite par le projet lutétium !
Alors que ces micronageurs sont très bien compris dans le cas simple du nageur seul loin de tout mur, en pratique, ils nagent rarement loin d’obstacles ou même d’autres nageurs. Ma thèse a consisté à étudier ces cas plus réalistes où un nageur se déplace sous confinement (présence d’un mur, nage dans un tube), près d’autres nageurs (effets collectifs), ou encore sous gravité.
Les enjeux sont doubles :
*Comprendre*comment ces perturbations modifient la nage de la goutte ;
*Explorer *les nouveaux phénomènes physiques qui peuvent apparaître.
Cette soutenance se focalisera sur les effets de la présence d’un mur sur la nage de la goutte ; ainsi que sur le comportement d’une goutte nageuse confinée dans un tube 1D.
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Summary
If you were a microswimmer, smaller than the thickness of a hair, deep inside a swimming pool of the size of a coin, how would you swim ? A hint, at this scale (low Reynolds number), viscosity and surface forces are way more efficient than gravity or inertia that we are used to at our scale.
The system we are going to study is a water droplet in an oil plus reverse micelles environment. This droplet sends water in the micelle present at its interface (by thermodynamic relaxation), forming swollen micelles that interact with the droplet. These swollen micelles induce an hydrodynamic instability that put the droplet into motion.
A video https://www.youtube.com/watch?v=2T_C694BOGw of these swimming droplets have been made by the Lutetium project !
While these microswimmers are well understood in the simple case of a single swimmer far from a wall, in reality, they rarely swim far from boundaries, or from other swimmers. My PhD consisted in studying these more realistic situations where a swimmer is under confinement (presence of a wall, swimming in a tube), close to other swimmers (collective effects), or in the presence of gravity.
The issuesatstake are twofold :
*Understanding*how these perturbations modify the swimming of the droplet
*Exploring the*new phenomena at play
This defense will focus on the effects of a wall on the swimming of the droplet ; as well as the behavior of a swimming droplet confined in a 1D channel.