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Dynamique de trafic dans des réseaux microfluidiques modèles : Embouteillages, Chocs et Avalanches
Nicolas Champagne, doctorant Crédits : ESPCI ParisTech
Filtration, récupération assistée du pétrole, flux sanguin, ... La compréhension des écoulements dans ces exemples repose sur la connaissance du transport de particules en milieu confiné. Plus généralement, dans ces situations se pose la question de l’influence des interactions entre particules sur le comportement général de l’écoulement. Pour répondre à cela, une approche expérimentale originale est proposée, basée sur la création de nouveaux outils microfluidiques.
Dans une première partie, nous étudions la dynamique du trafic de gouttes (suspension diluée) dans des réseaux d’obstacles microfluidiques. La présence des interactions hydrodynamiques entre particules rend cet écoulement non linéaire et il peut alors être parfaitement décrit par une équation dynamique de Burgers, rationalisant ainsi la présence des chocs de densité observés expérimentalement. Nous avons aussi fait ressortir de notre étude des paramètres généraux qui, non seulement sont utiles en microfluidique, mais s’avèrent pertinent à l’étude des différents domaines de trafic (voiture, piétons,...).
Ce travail est poursuivi par l’étude du transport d’une suspension concentrée 2D. Cet écoulement, gouverné par une dynamique intermittente, a été compris à travers une approche numérique, rendant compte de la phénoménologie d’avalanche constatée. Ce code s’avère ainsi être efficace quant à l’interprétation de l’écoulement de particules dans des réseaux de tubes, modèle simple des milieux poreux.