Dissertations / Theses: 'Films liquides minces'

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Vandenbrouck, François. "Films minces de cristaux liquides." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001559.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'étude de films minces de cristaux liquides, et en particulier à leurs propriétés de mouillage d'une plaquette de silicium. Nous présentons tout d'abord l'étude d'une transition de mouillage prenant place au voisinage de la transition nématique-isotrope. Nous montrons que l'évolution du paramètre d'étalement de gouttes isotropes en fonction de la température suit une loi d'échelle au voisinage de la transition de mouillage, caractéristique des transitions de phase du second ordre. Au plus près de la transition, il s'avère que la structuration des premières couches moléculaires des gouttes isotropes au contact de la surface solide affecte les propriétés de mouillage à l'échelle macroscopique. De l'autre côté de la transition, des relevés ellipsométriques du profil d'épaisseur des gouttes nématiques en fonction de la température ont permis de mettre en évidence le rôle des propriétés élastiques du cristal liquide dans la transition de mouillage, en relation avec le modèle de "crêpe élastique". Nous discutons ensuite de la stabilité de films nématiques étendus, d'épaisseurs variables, en fonction de la température. Nous avons mis en évidence une épaisseur de stabilité marginale, en dessous de laquelle les films se révèlent instables, dont les variations reflètent celles du paramètre d'ordre nématique. L'étude de la dynamique des structures qui se forment à la surface libre de films instables nous permet de mettre en évidence les parentés entre cette instabilité de surface et le processus de décomposition spinodale dans les mélanges binaires. Enfin, nous présentons une étude expérimentale de la dynamique d'étalement de gouttes smectiques en relation avec le modèle d'écoulement de gouttes stratifiées de de Gennes-Cazabat.

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Champougny, Lorène. "Génération et rupture de films liquides minces." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS221/document.

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Abstract:

Source d'émerveillement et d'inspiration poétique, la beauté éphémère des films de savon recèle des questions scientifiques fondamentales, qui ont de nombreuses répercussions pour des applications allant de la formulation des shampoings à la récupération du pétrole. L'objectif de cette thèse est de comprendre comment la vie d'un film de savon, depuis sa génération jusqu'à sa rupture, dépend des propriétés physico-chimiques des tensioactifs qui le stabilisent.Dans une première partie, je m'intéresse à la génération de films savonneux verticaux, que je modélise à l'aide d'un modèle stationnaire supposant des tensioactifs insolubles. Je montre que l'épaisseur de tels films est gouvernée à la fois par la vitesse de génération et l'élasticité de surface du film. Le modèle décrit avec succès les données expérimentales pour des tensioactifs solubles, au moins dans le cas où l'adsorption est lente. Je présente également un dispositif expérimental original permettant de générer des films stabilisés par des tensioactifs insolubles, qui constituent un système modèle prometteur.Dans un second temps, j'étudie l'évolution temporelle – i.e. le drainage et la rupture – de films liquides minces en génération continue, en commençant par le cas simplifié des liquides purs. A l'aide d'une simulation non-stationnaire, je parviens à prédire le temps de vie de films d'huile silicone fonction de la vitesse de génération, qui se montre en accord quantitatif avec les expériences. Je caractérise ensuite expérimentalement le drainage des films savonneux en fonction de différents paramètres – position dans le film, vitesse de génération et humidité ambiante – et montre l'influence de la concentration en tensioactif dTAB et de l'humidité sur le temps de vie du film. Pour terminer, j'explore l'influence de la concentration en tensioactifs sur le drainage et la rupture de bulles hémisphériques flottant à la surface d'un bain savonneux, un système se rapprochant des mousses réelles
The ephemeral beauty of soap films is not only a source of wonder and poetic inspiration, but also conceals fundamental scientific questions, which are at the heart of various applications, ranging from shampoo formulation to oil recovery. This work aims at understanding how the life of a soap film, from its generation until its rupture, is affected by the physical-chemical properties of the surfactants used to stabilise it.First, I present a stationary model describing the generation of vertical soap films, under the assumption of insoluble surfactants. I show that the film thickness is controlled by both the generation velocity and the film surface elasticity. The model successfully describes experimental data for soluble surfactants, at least when adsorption is slow. I also introduce an original experimental set up for the generation of liquid films stabilised by insoluble surfactants, which are certainly a promising model system. Secondly, I study the time evolution – i.e. the drainage and rupture – of thin films pulled from a liquid bath, starting with the simplified case of pure liquids. Implementing a non-stationary simulation, I am able to predict the lifetime of silicone oil thin films as a function of the generation velocity, which I find in quantitative agreement with experimental data. I then carry out systematic experiments to characterise the drainage of soap films for various generation velocities, environmental humidities and positions in the film. I also demonstrate the influence of dTAB concentration and humidity on film lifetime. Finally, I investigate how surfactant concentration affects the drainage and break-up dynamics of hemispherical soap bubbles at the surface of a liquid pool, which is a system somewhat closer to real foams

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Delabre, Ulysse. "Films nématiques minces sur substrats liquides." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00472333.

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Abstract:

Ce travail de thèse analyse l'organisation des films de cristaux liquides nématiques sur substrats liquides (eau et glycérol). Dans ce cas, l'ancrage planaire au niveau du substrat liquide est plus fort que l'ancrage homéotrope à l'interface libre. En dessous d'une épaisseur critique de l'ordre de 0.5-0.6 µm, des stries qui correspondent à une modulation de l'orientation du directeur, apparaissent. La longueur d'onde de ces stries est largement supérieure à l'épaisseur du film. Nous avons analysé la situation spécifique des films très minces et montré qu'une phase striée existait pour des films plats jusqu'à des épaisseurs de l'ordre de 20-40 nm. La pertinence de l'introduction des termes élastiques dits de surface (K24 et K13) dans l'analyse théorique des stries a été discutée. Sur l'eau, les films nématiques coexistent avec une tricouche de molécules dont l'organisation est régie par des interactions à très courte portée avec le substrat. Les gradients d'épaisseur présents en bord de film empêchent la formation de stries. Des mesures statiques et dynamiques de l'énergie d'un bord de film ont été effectuées. Il semble alors que le film nématique puisse accommoder un état distordu grâce à la formation de stries bien en dessous de l'épaisseur critique de transition de confinement. Enfin, une étude du processus de coalescence contrôlée par la tension de ligne a permis de mettre en évidence deux régimes de dissipation : aux temps courts la dissipation s'effectue en surface alors qu'aux temps longs, la dissipation se fait principalement dans la sous-phase. Une analyse en loi d'échelle permet de rendre compte de la dynamique observée expérimentalement.

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Benzaquen, Michael. "Dynamique des interfaces liquides, des films minces au sillage des bateaux." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066192.

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Abstract:

Nous présentons des résultats sur la dynamique des interfaces liquides à différentes échelles. Dans la première partie, nous étudions des systèmes liquides confinés dans le cadre de l'approximation de lubrification. Nous obtenons des résultats analytiques et numériques intéressants sur l'équation des films minces qui régit la dynamique de tels systèmes. Les résultats théoriques sont confrontés avec succès à des experiences de microscopie à force atomique sur des films minces de polymères dans différentes géométries. Nous explorons la physique qui résulte des effets inhérents à la nature des matériaux polymères tels que la viscoélasticité, le glissement aux parois ou encore la dynamique au voisinage de la température de transition vitreuse. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons au sillage engendré par le mouvement d'une perturbation à l'interface liquide-air. Motivés par des résultats expérimentaux qui semblent remettre en question la théorie de Kelvin sur le sillage des bateaux, nous montrons que deux angles peuvent être distingués dans le sillage. L'angle que forment les bords du domaine est bien constant, conformément à la théorie de Kelvin, alors que l'angle que décrivent les vagues de plus forte amplitude décroit avec le nombre de Froude. Nous nous penchons également sur les ondes gravito-capillaires et portons un intérêt particulier aux effets de taille finie sur la résistance de vague. Les deux parties peuvent être abordées de manière indépendante
We present results on the dynamics of liquid interfaces at different scales. In the first part, we study confined liquid systems within the lubrication approximation. We obtain interesting analytical and numerical results on the thin-film equation governing the dynamics of such systems. The theory is successfully confronted to atomic force microscopy experiments on thin polymer films in different geometries. We explore the physics resulting from the intrinsic properties of polymeric materials such as viscoelasticity, slip at the solid- liquid interface as well as the dynamics near the glass transition temperature. In the second part, we tackle the problem of the wake generated by a moving disturbance at the air-water interface. Motivated by experimental results that seem to challenge Kelvin’s century old theory of ship waves, we show that two angles can be distinguished in the wake. The angle delimiting the wake is constant, consistent with Lord Kelvin’s theory, while the angle corresponding to the highest waves decreases as the Froude number is increased. We examine as well the case of capillary-gravity waves and focus in particular on the finite size effects on the wave drag. Both parts can be addressed independently

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Michel, Jean-Philippe. "Films smectiques minces déposés sur un substrat monocristallin." Cergy-Pontoise, 2002. http://www.theses.fr/2002CERG0169.

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Abstract:

Ce travail présente une étude expérimentale de la structure de films smectiques minces frustrés sur un substrat monocristallin. Les épaisseurs étudiées vont de plusieurs centaines à plusieurs dizaines de couches smectiques. L'étude est menée sur le système modèle 8CB/MoS2 en combinant quatre techniques expérimentales différentes permettant d'explorer la structure des couches à tous les niveaux du film. Nous serons alors capables d'étudier les défauts habituels de la phase smectique dans une géométrie simplifiée par l'ordre imposé via la surface du substrat. La combinaison de la microscopie à effet tunnel (STM) et de la diffraction x sous incidence rasante (GIXD) a permis de s'intéresser au phénomène de physisorption de molécules organiques sur une surface cristalline et plus précisément de déterminer la structure des premières molécules adsorbées sur la surface de MoS2. Nous interprétons nos résultats à l'aide d'un modèle de champ moyen unidimensionnel mettant en évidence la complexité du potentiel molécule-substrat. Dans un deuxième temps, en combinant la microscopie optique et la GIXD, nous avons étudié comment un substrat plat comme le MoS2 impose un ancrage planaire unidirectionnel des phases smectique A et nématique d'un film de 8CB déposé dessus. Nous avons déterminé les six directions d'ancrage des couches smectiques par rapport aux directions cristallographiques de la surface du MoS2. A l'aide de modèles déjà existants, nous avons alors interprété nos résultats et mis en évidence l'influence de la structure adsorbée sur les caractéristiques d'ancrage. La structure du film frustré par deux ancrages antagonistes a été étudiée par diffraction x, microscopie optique et microscopie à force atomique en mode Tapping. Pour les films d'épaisseur supérieure à 0,1 mm, les couches smectiques s'empilent de façon concentrique à l'intérieur de réseaux périodiques formés d'hémicylindres aplatis. L'étude en fonction de l'épaisseur a révélé l'existence d'un seuil élastique situé entre 700 et 900 Å, en dessous duquel une structure discontinue en parois de dislocations s'installe pour éviter toute courbure prohibitive des couches. Nous avcons démontré la nature asymétrique de ces parois associées à une très grande densité de dislocations. Cette étude a également révélé la présence d'une telle structure discontinue sous les hémicylindres aplatis et a permis de comprendre l'évolution de ces parois de joint de grain lorsque l'épaisseur totale du film évolue. Il s'agit dans ce cas d'étudier directement la structure interne des défauts du type coniques focales, ici dégénérées à une dimension. Nous avons donc pu donner une description détaillée des différentes structures que forment des films smectiques minces frustrés quand leur épaisseur diminue de 0,4 mm à 0,07 mm
This work presents an experimental study of the structure of thin smectic films frustrated on a single crystal. Film thicknesses are investigated from several hundreds to several tens of smectic layers. We worked on the model system 8CB/MoS2 by combining four different experimental techniques, llowing an exploration of the layers structure everywhere in the film. We demonstrate we are able to study sual defects of the smectic phase in a simplified geometry because of the order imposed via the substrate's surface. Combination of Scanning Tunneling Microscopy (STM) and Grazing Incidence X-ray effraction (GIXD) permit to take interest to the physisorption of organic molecules on a crystalline surface and more precisely to determine the fine structure of the first 8CB adsorbed molecules on MoS2 surface. We interpret our results through a1D mean field model leading to a complex molecule-substrate. In a second time, by combining Optical Microscopy (MO) and GIXD we studied the unidirectionnal planar anchoring of the smectic A and nematic phases imposed by the flat surface of MoS2. We have determined six different anchoring directions for the perpendicularly anchored smectic layers with respect to the main crystallographic directions of MoS2. With models existing in the litterature, we have then interpreted our results and evidenced the strong link between the adsorbed structure and the anchoring characteristics. Film's structure frustrated by antagonistic anchorings was investigated by combination of MO, GIXD and Atomic Force Microscopy (AFM) in the Tapping mode. For thickness higher than 0,1 mm, smectic layers are stacked concentrically into periodic networks formed by flattened hemicylindrical structures. We have evidenced the existence of an elastic threshold located between 700 and 900 Å, below which a discontinous structure with dislocation walls exists in order to avoid any prohibitive curvature of smectic layers. We have demonstrated the asymmetric nature of the walls associated to a high dislocation density. Thickness evolution has revealed also the presence of such a discontinous structure under the flattened Hemicylindrical structures and permit to understand the defect evolution when film's thickness varies. We have then studied straightforward the internal structure of focal conics, which here are 1D degenerated

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Delacotte, Jérôme. "Rôle des interfaces et du confinement dans les films minces liquides." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077226.

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Abstract:

La compréhension de la stabilisation des mousses impose de prendre en compte les effets liés au confinement des fluides complexes, ainsi que le rôle des propriétés des interfaces. Ces problèmes se retrouvent également dans des domaines qui se développent beaucoup actuellement comme la microfluidique et la nanofluidique. Le confinement et l'influence des tensioactifs sur l'amincissement de films ultra-minces (<100 nm) ont été étudiés sur des systèmes mixtes de tensioactifs et de polyélectrolytes. L'étude expérimentale de ces films ultra-minces à l'aide d'une balance à films, utilisée comme un rhéomètre et couplée à un modèle hydrodynamique a permis d'accéder à la dissipation dans les films à travers une viscosité effective. Celle-ci est plus élevée dans les films plus minces. De plus elle est aussi affectée par la nature des interfaces qui confinent le polyélectrolyte. La formation de films plus épais (10 microns) entraînés sur une plaque solide permet d'isoler le rôle de l'interface. L'utilisation de tensioactifs de solubilités différentes a permis de quantifier une transition dynamique d'épaississement Par ailleurs, dans le cadre d'une collaboration, un modèle hydrodynamique a été développé pour prendre en compte l'effet de la viscosité de surface dans l'épaississement. Nous avons pu caractériser le régime dans lequel la rhéologie interfaciale est régie par la viscosité seule. Ce modèle constitue la première étape yers un modèle prenant en compte la visco-élasticité de surface
Interfacal properties and confinement effects of complex fluids are involved in stabilization of foams. This question is also related to microfluidics and nano-fluidics, which have been developed during recent years. Mixed solutions made of polyelectrolytes and surfactants have been used to study the influence of both confinement and surfactant in ultra-thin films (< 100 nm). Dissipation in these films was probed by a thin film pressure balance as a rheometer combined with a hydrodynamical model. An effective viscosity can be extracted, which is higher for thinner films and affected by the nature of the surfactant. Generation of thicker films (a few microns) by dip coaling of a solid plate enables the separation of the effects of confinement. Several surfactants with different solubilities were used. A dynamic transition of thickening was found and quantitatively explained. Furthermore, in the frame of a collaboration, a hydrodynamic model was developed to take into account surface viscosity in the thickening phenomenon. We could characterize the regime in which interfacial rheology is driven by pure surface viscosity. This model is the first step toward a model taking into account both surface elasticity and surface viscosity

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Millot, Serge. "Propriétés nanorhéologiques de films minces liquides confinés entre deux surfaces solides." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1993. http://www.theses.fr/1993ECDL0029.

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Abstract:

L’objectif de cette étude est de mesurer et de comprendre à l'aide d'un nouvel appareil à forces de surface (SFA), les caractéristiques rhéologiques des premières couches moléculaires de liquides confinés entre deux surfaces solides. Elles régissent les comportements tribologiques tels que la lubrification, l'adhésion. . . Dans un premier temps, nous détectons et nous mesurons l'épaisseur d'une couche de molécules immobiles au voisinage des parois solides a l'aide de mesures électriques et mécaniques. Dans le cas d'alcanes (dodécane, hexadécane) confines ente des surfaces de cobalt (1nm de rugosité), cette couche immobile a une épaisseur d'environ 3 fois la largeur de la molécule. Des familles de produits sont étudiées. Pour des polymères fondus (polyisoprène), l'épaisseur de cette couche immobile est dépendante de la masse moléculaire (Mw). Elle est de 4 fois le rayon de giration (Rg) pour les faibles masses (Mw<5000) et de 2 fois pour les masses les plus élevées. Afin de caractériser mécaniquement cette couche, le dispositif expérimental est utilisé comme un rhéomètre a l'échelle moléculaire. Les polyisoprènes fondus en régime enchevêtrés et non enchevêtrés possèdent un comportement rhéologique indépendant de l'épaisseur de l'interface jusqu'a une distance critique qui correspond à une épaisseur d'environ 20 Rg. Pour des distances plus faibles, les lois volumiques de la viscoélasticité ne sont plus respectées. Aux basses fréquences de sollicitations (10-3 Hz), un second module de plateau est observe. Ce second module de plateau traduit une modification des temps de relaxation à l'échelle moléculaire. L’ensemble des données rhéologiques est interprété pour déterminer les modules élastiques moyens des couches confinées. Ils sont respectivement de 5 MPa et 0,5 MPa pour les polymères non enchevêtrés et enchevêtrés. Des analyses plus détaillées permettent la description de l'organisation moléculaire à l'intérieur de ces couches.

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Najjar, Rachid. "Distorsion spontanée dans les films polaires de cristaux liquides smectiques à molécules inclinées." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13228.

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Zappone, Bruno. "Films nanométriques de cristaux liquides étudiés par mesure de force SFA et AFM." Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12787.

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Abstract:

A l'aide a d'un appareil pour la mesure des forces de surface (SFA) et d'un microscope à force atomique en mode "Spectroscopie de Force" (SP-AFM) on a considéré des cristaux liquides (CL) nematiques et smectiques confinés dans une épaisseur nanométrique. On a étudié la stratification induite par le confinement dans un CL lyotrope faiblement biréfringent composé de micelles biaxes, organisées en phases nématiques différentes selon la température: calamitique C, biaxe Bx et discotique D. On a caractérisé la stratification en terme d'épaisseur des couches, d'intensité et de portée de l'ordre induit. On observe des variations entre la phase C et D et des plus grandes déviations du comportement théorique dans la phase D que dans la phase C. Pour des CL fortement biréfringents, la méthode interférométrique utilisée couramment pour mesurer l'épaisseur du film (FECO) n'est plus valable. On a developé des outils numériques, permettant d'identifier la conformation du CL dans l'épaisseur à partir des données FECO. On a utilisé ces données comme point de départ pour interpréter les courbes de force obtenues pour des nématiques biphenyls, sujets à différentes conditions d'ancrage: homéotropes, planaires torsadées et hybrides planaire/homéotrope. Les profils de force sont comparés aux courbes théoriques, incluant l'élasticité du nématique et l'énergie d'ancrage aux parois. L'accord est bon dans le cas planaire, si on considère une énergie d'ancrage particulièrement forte. Pour des ancrages hybrides la force ne suit pas le même type de modèle. On n'observe pas la transition d'ancrage vers un état uniforme, prévue pour les petites épaisseurs. On mesure une forte attraction pour une épaisseur d'environ 100 angstroms, probablement liée aux gradients d'ordre dans le confinement. Avec le SP-AFM on a mesuré l'épaisseur et la compressibilité des couches dans des smectiques A et C*, avec une résolution comparable à d'autres techniques plus spécifiques, mais plus lentes et coûteuses
Using a surface force apparatus (SFA) and an atomic force microscope in "Force Spectroscopy" mode (SP-AFM) we have studied the behaviour under nanometric confinement of nematic and smectic liquid crystals (LC). First, we have considered the confinement-induced layering in a lyotropic LC composed of biaxial micellae, organized in different nematic phases depending on the temperature: calamitic C, biaxial Bx and discotic D. We have characterized the layering in term of the layer thickness and of the strength and the range of the induced order. We observe some variation between the C and D phase. The D-phase deviates more than the C phase from the theoretical behaviour. For strongly birefringent LC, the interferometric method usually employed to measure the film thickness (FECO) is no longer valid. We have developed a numerical approach to identify the LC configuration across the confinement using the FECO data. We have used these data as a starting point to interpretate the force profiles obtained for two nematic biphenyls, subjected to different anchoring conditions: homeotropic, twisted planar and hybrid planar/homeotropic. The force profiles are compared to a model, including the nematic elasticity and the anchoring energy at the surfaces. The agreement is good for the planar samples, if we consider a very high anchoringenergy that is particularly high. For hybrid anchoring conditions, the force does not follow the same kind of model. We do not observe the anchoring transition to a uniform-director configuration, predicted for small thicknesses. We measure a strong attraction for a thickness of about 100 angstroms, probably due to tensor order gradients across the confinement. Using the SP-AFM we have measured the layer thickness and compressibility of two smectic A and C* materials, with a resolution comparable to that of other techniques, more specific but also slower and more expensive

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Yahiaoui, Bechir. "Etude par spectrometrie raman des films liquides tres minces entre deux parois solides." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066605.

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Abstract:

Etude de la formation de couches minces d'acide pelargonique sur ag et sio#2 par spectrometrie raman. L'analyse des spectres donne des informations sur le passage de l'ordre au voisinage de l'interface, au desordre dans la phase liquide

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Yahiaoui, Bechir. "Etude, par spectrométrie Raman, de films liquides très minces entre deux parois solides." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37619286v.

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Villey, Richard. "Nanorhéologie des liquides confimés : application à la nanomécanique des couches minces." Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10249/document.

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Abstract:

Lorsque deux solides séparés par un liquide se rapprochent, le drainage s’accompagne de forces visqueuses normales aux parois. Si elles sont très rapprochées, de l’ordre de quelques nanomètres, les parois sont indentées par ces forces : c’est le "confinement élastique". Indenter un solide par un liquide permet de supprimer l’adhésion, qui limite la résolution en termes de module d’Young des tests classiques d’indentation par un solide, surtout pour les films supportés minces et mous, par exemple des élastomères d’épaisseur micrométrique. Or leurs propriétés, qui peuvent sensiblement différer des propriétés en volume, sont essentielles dans des domaines aussi variés que la microfluidique, l’électronique ou l’usure mécanique. Nous présentons les calculs qui relient les forces normales aux propriétés mécaniques du liquide et des parois lors d’un confinement élastique. Les résultats sont comparés à des expériences de nanorhéologie réalisées sur une machine à forces de surface très sensible. Cette sensibilité nous permet de montrer que l’effet du confinement élastique se manifeste même sans film mou déposé : cela implique que la rhéologie apparente d’un liquide confiné est toujours affectée par les déformations des parois, même très rigides.Nous montrons enfin que nous pouvons effectivement mesurer avec précision des modules d’Young autour du MPa dans des films d’élastomères de quelques centaines de nanomètres à quelques micromètres d’épaisseur. Si le module de stockage ne varie presque pas avec l’épaisseur, un module de pertes apparaît, augmentant sensiblement lorsque l’épaisseur diminue, témoignant d’une visco-élasticité que nous attribuons à la présence d’une couche interfaciale
When two solids separated by a liquid layer are moving towards each other, the resulting drainage is associated with viscous forces normal to the walls. If these are very close to each other (several nanometers), they are indented by these forces : this is the notion of “elastic confinement”. Indenting a solid by a liquid solves the problem of adhesion, which limits the ability of classical indentationtests to provide accurate measurements on Young’s modulii. Adhesion is especially problematic for soft thin films, for example micrometric layers of elastomers, which mechanical properties can strongly differ from the bulk, but are of the highest importance in various fields such as microfluidics, electronics or mechanical wear. We present here the calculations which link the solid and liquid mechanical properties to the resulting forces in a liquid indentation test. The corresponding results are compared to nanorheology experiments using a very sensitive Surface Force Apparatus. Its sensitivity enables us to show that the elastic confinement is also measurable without any soft films, which implies that a confined liquid apparent rheology is always affected bythe deformations of even very rigid confining walls. Finally, we demonstrate that we are indeed able to measure precisely Young’s modulii in the MPa range for films as thin as several hundreds of nanometers. While the storage modulii are found to be almost independent ofthe film thicknesses, we identify the presence of loss modulii increasing with decreasing thicknesses. We attribute this unexpected viscoelastic behaviour to the presence of an interfacial layer

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VIX, ARMELLE. "Structure et demouillage de films minces de polymeres cristaux liquides / struktur und entnetzung ultradunner filme aus flussigkristallinen polymeren." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066697.

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Abstract:

Les films minces de polymeres ont un interet a la fois scientifique et technologique. Les applications dans des domaines tres varies tels que l'optique non lineaires ou l'electronique sont nombreuses. Pour cela, il est important que les films aient une epaisseur homogene et surtout qu'ils soient stables en fonction du temps. Les proprietes de mouillage et de demouillage des films de polymeres sur les substrats solides dependent de la nature des interactions a longues et a courtes portees entre le polymere et le substrat. Cette these presente une etude experimentale de l'influence de l'ordre moleculaire dans le film sur la stabilite du film. Les parametres d'observation des films sont le temps, l'epaisseur et la structure chimique du polymere. La structure et la morphologie des films dans leurs differentes mesophases est caracterisee par microscopie a force atomique et par reflectivite speculaire et non speculaire des rayons x. Nous introduisons cette derniere technique relativement recente et presentons les resultats experimentaux obtenus a l'aide d'une source extremement brillante de rayonnement synchrotron sur des films de polymeres cl a chaines pendantes et des polymeres semi-cristallins. Nous avons egalement etudie des films minces de polymeres cl a chaines principales. Dans ce cas, nous avons mis en evidence l'existence d'une epaisseur critique de l'ordre de 10 nm au-dessous de laquelle les films sont instables et demouillent. Des trous et des tourelles smectiques se forment dans le film. Par contre, au-dessus de l'epaisseur critique, les films sont stables et s'organisent en fonction du temps et de la temperature. Le film est alors forme de couches smectique paralleles au substrat avec des terrasses smectiques a l'interface air-polymere. A la lumiere des ces resultats nous avons considere la conformation des chaines de polymere sur le substrat. Malgre la faible flexibilite des chaines, la densites des plis de chaines ou hairpins est tres forte.

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Merabia, Samy. "Hétérogénéités dynamiques dans les liquides surfondus : transition vitreuse dans les films fins, vieillissement : propriétés mécaniques des élastomères chargés." Paris 11, 2004. http://www.theses.fr/2004PA112274.

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Abstract:

Nous montrons que le caractère hétérogène de la dynamique observé expérimentalement près de la transition vitreuse permet d'interpréter au sein d'une vision unifiée la dynamique de liquides surfondus dans la masse aussi bien qu'en volume, à l'équilibre et hors d'équilibre (vieillissement), ainsi que les propriétés physiques des caoutchoucs chargés. Nous avons tout d'abord calculer, au sein du modèle de Long et Lequeux, l'échelle spatiale ainsi que la distribution des temps de relaxation associées à l'hétérogénéité dynamique. Dans le cas de films minces, nous avons décrit en détailles mécanismes de relaxation près de la transition vitreuse et en particulier prédit la température de transition vitreuse Tg en fonction de l'épaisseur et de l'énergie d'interaction entre le polymère et le substrat. Nous avons ensuite prédit, dans la continuité du modèle de Long et Lequeux, l'évolution de l'état microscopique du système au cours d'un saut en température ou après un saut en pression. Nous avons montré qu'un même mécanisme physique permet d'interpréter: 1) le fait que le temps de relaxation dominant à l'équilibre est une fonction de la densité moyenne et de la température 2) la cinétique de fusion d'un polymère vitreux 3) l'évolution du volume au cours d'une réchauffe d'un polymère vitreux (effet Kovacs). Enfin, le modèle de transition vitreuse aux interfaces et de vieillissement nous a permis de proposer un modèle physique de caoutchouc chargé qui rende compte des propriétés de renforcement dans le régime linéaire ainsi que dans le régime non linéaire non destructif (effets Payne et Mullins, plasticité)
We show that the heterogeneous nature of the dynamics near the glass transition allows to interpret in an unified view the dynamics of supercooled liquids in the bulk and in thin films, at equilibrium and out of equilibrium (aging) and also to understand the mechanical properties of filled elastomers( rubbers). We have first calculated, within the Long and Lequeux model, the length scale and the relaxation time distribution associated with the dynamical heterogeneities. This has allowed us to interpret quentitatively small probes diffusion experiments near the glass transition. In the case of thin films, we have described in details the relaxation mechanisms that take place near the glass transition and in particular we have predicted the glass transition temperature Tg as a function of the thickness of the film and the interaction energy between the polymer and the substrate. Next, we have predicted the evolution of the microscopic state of the system during a temperature jump or after a pressure jump. We have shown that the same physical mechanism allows to interpret: 1) the dependance of the equilibrium dominant relaxation time in the mean density and in the temperature 2) the melting kinetics of a glassy polymer 3) the evolution of the volume during a positive temperature jump (Kovacs effect). Finally, in the continuity of this work, we have proposed a physical model for filled elastomers. This model accounts for the reinforcement properties of the system, both in the linear and in the non linear regime and for the plastic behaviour (in the non-destructive regime of deformation)

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Archambeau, Samuel. "Etude des propriétés de films minces de cristaux liquides discotiques pour la conversion photovoltai͏̈que organique." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30194.

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Abstract:

Si le rendement des cellules photovoltai͏̈ques organiques reste encore faible aujourd'hui, son amélioration nécessite une augmentation de la mobilité des porteurs de charges et de la longueur de diffusion des excitons. Les cristaux liquides discotiques présentent des propriétés d'auto-organisation idéales pour répondre à ce défi. Un recuit des couches minces, nécessaire pour obtenir l'organisation colonnaire souhaitée, entraîne un démouillage qui diminue le rendement des composants. Cette thèse a contribué a l'étude des solutions pour résoudre ce problème : traitements de l'ITO, électro-mouillage, imprégnation. L'influence du démouillage et de l'orientation colonnaire sur les paramètres des cellules solaires a été ensuite étudiée plus spécifiquement. Ces expériences ont montré une augmentation de la longueur de diffusion des excitons dans des couches de molécules orientées
Organic material based photovoltaic cells are under study since a long time but their power efficiency still remains poor. As a consequence of their excellent transport properties, organic discotic materials were used in this work to fabricate low cost solar cell devices. The objective as a matter of fact was to increase the mobility within our thin films by thermal annealing in order to organize the molecules in the form of columns. These annealing led to a dewetting resulting in an appreciable inhomogeneity in film thickness and appearance of short-circuits during the realization of the cells. In order to avoid these dewetting different solutions (impregnation, electrowetting and ITO treatments) were studied. Then, we demonstrated the exciton diffusion length increasing when molecules are in the columnar organization

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Gaio, Thierry. "Mécanismes de transfert dans les films liquides minces ondés : application à l'absorption du dioxyde de soufre par le diméthyléter tétraéthylène glycol." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT031G.

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Abstract:

Les films liquides minces ruisselant sur des parois inclinees sont impliques dans de nombreuses applications industrielles ou entrent en jeu des transferts de matiere et de chaleur. L'interet qu'on leur porte tient a la presence d'ondulations a la surface auxquelles on prete la faculte d'accroitre les echanges avec la phase gazeuse. Le present travail, a caractere experimental, tente de lever le voile sur quelques questions relatives a ce probleme et restees jusque-la sans reponse. A cette fin, nous avons selectionne un couple de fluides reproduisant une experience d'absorption non isotherme d'une vapeur par un solvant non volatil et une installation autorisant une circulation a co-courant du gaz et du liquide a ete concue. L'interet de l'appareillage mis en uvre reside dans la possibilite de forcer l'apparition d'ondes bidimensionnelles periodiques dont on controle l'amplitude et la frequence d'emission par le biais d'un dispositif electroacoustique. Parallelement, une instrumentation de nature optique constituee par une camera ccd lineaire haute-resolution et une camera infrarouge associees a un systeme d'acquisition et de traitement d'images a ete developpee. La premiere methode, fondee sur l'absorption d'un flux lumineux par un colorant, restitue en temps reel les profils de vagues et permet le calcul en differe de leurs caracteristiques tandis que la seconde fournit une mesure de la temperature superficielle du film au cours du temps. Partant de la, nous avons scinde l'etude en trois parties distinctes. Il est tout d'abord question en l'absence de transfert de matiere et de chaleur, de la definition et du recensement des differents types de structures qui apparaissent a la surface du solvant. Pour des nombres de reynolds moderes et de faibles inclinaisons de la plaque support, trois grandes familles d'ondes sont identifiees en accord avec les resultats theoriques et numeriques disponibles dans la litterature : vagues solitaires aux basses frequences, ondes sinusoidales et quasi sinusoidales aux frequences elevees et solitons aux frequences intermediaires. On s'apercoit en outre que les transitions entre ces differents regimes donnent lieu a des instabilites secondaires pouvant conduire a des comportements desordonnes. Les deux etapes suivantes sont devolues d'une part au transport de chaleur et d'autre part au transfert de matiere associe a un effet thermique dans un champ de vagues. Nous examinons successivement la circulation sur la plaque d'un courant chaud induit par un choc thermique applique a l'entree et l'absorption du dioxyde de soufre. Les mesures simultanees de la temperature interfaciale et de l'epaisseur du film realisees dans ces conditions font l'objet d'une discussion comparative approfondie. Sur la base de ces observations et en tenant compte de la physique de l'ecoulement, nous proposons, pour finir, une interpretation des mecanismes de transferts de matiere et de chaleur dans les films minces ondes.

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Richard, Céline J. E. "Small spatial scales in wetting on non-structured and structured surfaces : thin films of liquid crystals & small-scales wetting properties of ionic liquids." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066568.

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Abstract:

A une époque où la miniaturisation est l'un des principaux défis de la science, la physique du mouillage aux petites échelles est loin d'être complètement comprise. Le rôle structurant des interfaces, les hétérogénéités du substrat ou l'occurrence d'effets dits de ligne commencent à se faire sentir. Le but de la présente thèse, expérimentale, est d'apporter de nouveaux indices permettant le développement des analyses théoriques. Deux systèmes à petite échelle et complexes ont été étudiés: les films minces de cristaux liquides sur substrat liquide et les précurseurs de liquides ioniques sur substrats solides. La description des propriétés de mouillage des cristaux liquides nématiques nécessite deux ingrédients s'ajoutant à ceux des liquides usuels : l'élasticité, qui est source d'interactions à longue portée et l'ancrage qui décrit le rôle spécifique joué par les conditions aux limites. Sur un substrat liquide, les films minces nématiques avec des conditions d'ancrage antagonistes montrent des structures complexes ainsi qu'une coexistence d'épaisseurs. Différents systèmes ont été étudiés au microscope optique dans la gamme de température nématique et aux alentours de la transition nématique / isotrope. Les résultats ont été comparés aux modèles disponibles qui sont basés sur une théorie continue de l'élasticité nématique. Les liquides ioniques sont des sels surfondus à température ambiante. Ils sont devenus omniprésents dans l'industrie, ce qui explique que la compréhension de leur mouillage soit un sujet brûlant. De faibles quantités de liquides ioniques ont été déposées sur différents substrats, lisses ou rugueux. Le paysage que l'on obtient, gouttelettes et films minces, a été imagé par AFM (Atomic Force Microscopy). Les résultats ont été comparés aux modèles disponibles pour les films minces et les gouttes nanoscopiques
At a time where miniaturization is one of the main challenges in science, the physics of wetting at small-scales is far from being completely understood. The structuring role of the interface(s), the heterogeneities of the substrate or the occurence of line effects over surface effects begin to matter. The aim of the present experimental PhD thesis is then to bring new clues to help the development of theoretical analysis. Two complex small-scale systems are studied: thin films of nematic liquid crystals on liquid substrates as well as droplets and precursors of ionic liquids on solid substrates. Compared to an usual liquid, two ingredients must be added to describe the wetting properties of nematic liquid crystals: elasticity which is the source of long range interactions and anchoring which describes the specificic role played by the boundary conditions. On a liquid substrate, thin films with antagonist anchorings exhibit complex structures and thickness coexistence. Different systems were studied under optical microscope both in the nematic rangeand around the nematic / isotropic transition. The results were compared to available models based on continuum theory of nematic elasticity. Ionic liquids are molten salts at ambient temperature. They are now ubiquitous in industry, which explains that their wetting behaviour on small-scales is a hot topic. Small quantities of ionic liquid were deposited on several substrates, smooth or rough. The landscape obtained, droplets and thin films, was then imaged using Atomic Force Microscopy (AFM). The results were compared to available models for thin films and nanoscopic drops

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Sabra, Ghâzi. "Modèles de la déformation de couches minces liquides isolantes sous l'action d'un flux de charges." Lyon 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LYO10045.

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Abstract:

On obtient une deformation cellulaire a structure periodique a la surface libre d'une couche mince de liquide isolant etale sur un support solide conducteur sous l'action d'un flux de charges electriques. Presentation de modeles statiques, dynamiques et energetiques

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Liu, Tomin. "Electrodéposition de couches minces métalliques à partir de solutions de liquides ioniques pour des applications électroniques." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0170/document.

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Abstract:

Les mécanismes d’électrodéposition réalisés à partir d'électrolytes à base de liquides ioniques ne sont pas très bien compris en raison de l’organisation structurale complexe de ces électrolytes. Dans cette thèse, nous étudions les relations qui existent entre la morphologie des films, les propriétés électrochimiques ainsi que la structure de l'électrolyte liquide ionique. Plusieurs solutions ont été étudiées: CuCl, CuCl2 et CuSO4 dans 1-éthyl-3-méthylimidazolium éthyl-sulfate [EMIM] [EtSO4]; AgTFSI, CuTFSI2 et AlTFSI3 en 1-éthyl-3-méthylimidazolium bis(trifluorométhylsulfonyl)imide [EMIM] [TFSI]. Des mesures de cyclovoltammétrie montrent que les réductions de l’argent et du cuivre sont quasi-réversibles et se produisent par une réaction de transfert mono-électronique {(Ag (I) → Ag (0), (Cu (II) → Cu (I)) et (Cu (I) → Cu (0)}. La réduction de l'aluminium est irréversible. Les coefficients de diffusion augmentent avec la température de l'électrolyte et sont également influencés par l'état d'oxydation du métal et des anions en solution. Des films minces métalliques ont été obtenus pour toutes les solutions, sauf pour AlTFSI3. L'analyse par XRD et EDX montrent que les films sont cristallins et sont principalement constitués de cuivre ou d'argent pur. Leur morphologie est contrôlée par la température, du temps et du potentiel d’électrodéposition. D'une manière générale, l'élévation du temps de dépôt et de la température augmente la couverture du film et de la taille des particules, tandis que l'augmentation du potentiel de dépôt diminue la taille des particules. La structure des électrolytes a été étudiée par Raman et IR spectroscopies et interprétée à l’aide de méthodes théoriques de chimie quantique. Pour AgTFSI-[EMIM][TFSI], le cation d’argent est solvaté par trois anions TFSI-. Pour CuCl2-[EMIM][EtSO4], le cation de cuivre est solvaté par deux anions de chlore et deux anions EtSO4
Deposition mechanisms from ionic liquid-based electrolytes are not fully understood due to difficulties in probing the electrolyte structure. In this study, we investigate the links between films morphology, electrochemical properties of the electrolyte and electrolyte structure. Several solutions were investigated: CuCl, CuCl2 and CuSO4 in 1-ethyl-3-methylimidazolium ethylsulphate [EMIM][EtSO4]; AgTFSI, CuTFSI2 and AlTFSI3 in 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide [EMIM][TFSI]. Cyclic-voltammetry shows that silver and copper reductions are quasi-reversible and occur by one-electron transfer reaction {(Ag(I)→Ag(0), (Cu(II)→Cu(I)) and (Cu(I)→Cu(0)}. Aluminium reduction is irreversible. The diffusion coefficients increase with electrolyte temperature, and are also influenced by the metal oxidation state and anions in solution. Metallic thin films were obtained for all the solutions except AlTFSI3. XRD and EDX analysis show that the films are crystalline and consist mainly of pure copper or silver. Their morphology is controlled by the deposition temperature, time and potential. In general, increasing the deposition time and temperature increases the film coverage and particle size, whereas increasing the deposition potential decreases the particle size. The electrolytes structure was investigated by Raman and IR spectroscopies, supported by theoretical calculations. For the AgTFSI-[EMIM][TFSI], silver cation is solvated by three TFSI-. For the CuCl2-[EMIM][EtSO4], copper cation is solvated by two chlorines and two EtSO4-

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Trinschek, Sarah Christine. "Modélisation de films minces de fluides complexes et de colonies bactériennes." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAY012/document.

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Abstract:

Les bactéries se répandent aux interfaces en formant des colonies, qui peuvent être considérées comme des suspensions denses actives. L'objet de cette thèse est le développement et l'analyse de modèles simples pour élucider le rôle des phénomènes physico-chimiques et passifs - tels que l'osmose, la tension de surface et le mouillage - dans l'expansion des colonies bactériennes aux interfaces solide/air. Les modèles sont basés sur une description hydrodynamique des couches minces de suspensions liquides, qui est complété par des processus bioactifs.Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l'expansion osmotique des biofilms. Dans ce mécanisme, la bactérie sécrète une matrice polymérique qui agit comme un osmolyte et entraîne un afflux d'eau, riche en nutriments, du substrat humide vers le biofilm. Nous avons constaté que la mouillabilité du substrat est une des déterminantes principales de la vitesse d'expansion du biofilm. En-dessous d'une mouillabilité critique l'expansion s'interrompt, bien que la colonie soit biologiquement active. Cependant, une légère réduction de la tension de surface et une amélioration de la mouillabilité qui en résulte suffisent à induire un étalement continu. Les bactéries peuvent activement contrôler la tension de surface par la production de bio-surfactants.Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'expansion de colonies bactériennes aidée par des molécules biologiques tensioactives auto-produites. Dans ce mécanisme, des flux de Marangoni résultant d'une concentration non uniforme de molécules tensioactives aux bords de la colonie peuvent favoriser l'expansion coopérative et provoquer une instabilité de la forme axi-symétrique des colonies bactériennes. Notre modèle nous a permis de reproduire quatre modes de développement différentes, à savoir l'étalement arrêté et continu des colonies circulaires, l'étalement des colonies avec des bords légèrement modulées et la formation de doigts prononcés.Dans la dernière partie, nous avons fait un premier pas vers l'incorporation de la motilité actif des bactéries dans notre modèle et présentons donc un modèle phénoménologique pour un film mince active
Bacteria colonise interfaces by the formation of dense aggregates. In this thesis, we develop and analyse simple models to clarify the role of passive physico-chemical forces and processes - such as osmosis, surface tension effects and wettability - in the spreading of bacterial colonies at solid-air interfaces. The models are based on a hydrodynamic description for thin films of liquid suspensions that is supplemented by bioactive processes.We first focus on the osmotic spreading mechanism of bacterial colonies that relies on the generation of osmotic pressure gradients. The bacteria secrete a polymeric matrix which acts as an osmolyte and triggers the influx of nutrient-rich water from the moist substrate into the colony. We find that wettability crucially affects the spreading dynamics. At low wettability, the lateral expansion of the colony is arrested, albeit the colony is biologically active. However, a small reduction of the surface tension and the resulting improvement of the wettability suffices to induce continuous spreading. This can, e.g., result from the production of bio-surfactants by the bacteria.Next, we study passive liquid films covered by insoluble surfactants before developing a model for the surfactant-driven spreading of bacterial colonies. In this spreading mechanism, Marangoni fluxes arising due to a non-uniform surfactant concentration at the edges of the colony drive cooperative spreading and may cause an instability of the circular colony shape. We find that variations in wettability and surfactant production suffice to reproduce four different types of colony growth, namely, arrested and continuous spreading of circular colonies, slightly modulated front lines and the formation of pronounced fingers.In the final part, we take a first step towards the incorporation of active collective bacterial motion in the employed thin-film framework and present a phenomenologically derived model for active polar films

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Khalil, Rita. "Électrodépôt de ZnO en milieux liquides ioniques : études physico-chimiques des différentes étapes." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS307.

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Abstract:

L’oxyde de zinc (ZnO) est un semiconducteur possédant diverses propriétés physicochimiques qui justifient son utilisation dans une large gamme d’applications technologiques. L’objectif de cette thèse est de déposer par voie électrochimique des couches minces de ZnO à partir d’un sel de zinc dissout dans un liquide ionique (LI) pur qui joue le double rôle de solvant et d’électrolyte-support. La plupart des LIs possèdent une large fenêtre électrochimique et une bonne conductivité électrique. Nous avons, pour cette étude, sélectionné quatre LIs hydrophobes appartenant à la famille du bis(trifluorométhane-sulfonyl)imide de 1-alkyl-3-méthylimidazolium, que nous avons synthétisés puis caractérisés par des mesures physicochimiques pour mettre en relief l’effet de la longueur de la chaîne alkyle du cation sur les propriétés étudiées. Ces propriétés ont été corrélées aux caractérisations électrochimiques, aux analyses morphologiques, structurales et optiques des dépôts de ZnO nanocristallins réalisés. La croissance du grain ainsi que son arrangement sont affectés par la nature des composants (cations/anions) des LIs étudiés qui jouent le rôle d’agents-modèles lors de l’électrodéposition. Les performances électrochimiques des couches minces réalisées ont été également mesurées afin d’évaluer leurs possibles utilisations dans des dispositifs électrochimiques (batteries, cellules photovoltaïques, supercondensateurs, ...)
Zinc oxide (ZnO) is a semiconductor with various physicochemical properties that justify its use in a wide range of technological applications. The aim of this thesis is deposit nanocrystalline ZnO thin films using zinc salt which is dissolved in a pure ionic liquid (IL). The latter plays double role: solvent and electrolyte support. Most of ILs have a large electrochemical window and good electrical conductivity. For this study, we selected four hydrophobic ILs, a family of 1-alkyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, that we synthetized and characterized by physicochemical measurements to highlight the effect of the length of the cationic alkyl chain on the studied properties. These properties were correlated to the electrochemical characterization, the morphological, structural and optical analyzes of nanocrystalline ZnO deposits. Grain growth and its arrangement are affected by the nature of the components (cation/anion) of the studied ILs, that act as model agents during electroplating. Electrochemical performances of the produced thin layers were also measured in order to evaluate their possible uses in electrochemical devices (batteries, photovoltaic cells, supercapacitors…)

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Zouari, Riadh. "Propriétés mécaniques de films de polyélectrolytes biocompatibles et de systèmes stimulables à base de cristaux liquides." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6002.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse comporte deux parties distinctes mais qui toutes les deux portent sur les propriétés mécaniques de systèmes polymères, à savoir les films multicouches de polyélectrolytes et les élastomères cristaux liquides (ECL) secs et gonflés par un solvant nématique. Les expériences ont été effectuées à l’aide d’une technique originale de piézo-rhéologie réalisée au laboratoire, qui soumet les matériaux à des déformations de cisaillement ou de compression très faibles, dans une gamme de fréquence très large pouvant aller de 20 mHz jusqu’à 104 Hz. Les mesures ont toutes été faites dans le régime de réponse linéaire. La première partie de la thèse porte sur les propriétés mécaniques de films de polyélectrolytes appelés multicouches à croissance exponentielle. Elle présente les premières preuves expérimentales montrant que ces films ne sont ni des gels, ni des systèmes en couches comme on le pensait jusqu’à présent, mais des liquides constitués de complexes de polyélectrolytes en solution. Les films réticulés sont des gels mous (~104 Pa) dont la cinétique de formation est gouvernée par un seul mécanisme. La deuxième partie de la thèse porte sur les propriétés mécaniques des ECL nématiquesmonodomaines (ou uniaxes) à chaînes latérales à l’état sec puis à l’état gonflé par un cristal liquide nématique. Les résultats principaux se résument ainsi : a) le comportement mécanique peut simplement être décrit par le modèle de de Gennes et non pas par le concept de l’élasticité molle ou semi-molle, b) un gonflement progressif transforme l’élastomère supercritique en un gel présentant une transition du premier ordre puis en un gel supercritique lorsque le gonflement est total, c) la statistique des chaînes n’est pas gaussienne, d) le gel totalement gonflé est caractérisé par un « dip » qui apparaît dans la courbe donnant la variation thermique de la partie réelle du module de cisaillement. Ce « dip » est indépendant de la direction de cisaillement parallèle ou perpendiculaire au directeur, et aussi de la structure polydomaine ou monodomaine de l’élastomère. Cet état supercritique est confirmé par des mesures de RMN
The work presented in this thesis has two distinct parts relating to the mechanical properties of polymer systems, namely polyelectrolytes multilayer (PEM) films and liquid crystal elastomers (LCE) in the dry state and in the swollen state, with a low molecular weight liquid crystal (LMWLC) as solvent. The experiments were carried out using an original piezorheology device developed in our laboratory, which imposes very low shear and compression strains to materials, in a wide frequency range (20 mHz – 104 Hz). All measurements were done in the linear response regime. The first part focuses on the mechanical properties of polyelectrolyte films called multilayers with exponential growth. It presents the first experimental evidence showing that these films are neither gels nor layered systems as was thought until now, but liquids consisting of polyelectrolyte complexes in solution. The cross-linked films are soft gels (~ 104 Pa) whose formation kinetic is governed by a single mechanism. In the second part, we investigate the mechanical properties of nematic monodomain (or uniaxial) side chain LCE, when they are dry, and then swollen with a LMWLC. The main results can be summarized as follows: a) the mechanical behavior can be simply described by the de Gennes model and not by the concept of soft or semi-soft elasticity, b) a progressive swelling transforms the supercritical elastomer into a gel exhibiting a first-order nematic to paranematic transition, and then into a supercritical gel when the swelling is total, c) chains are not Gaussian, d) the fully swollen gel is characterized by a “dip” in the curve giving the thermal variation of the real part of the shear modulus. This dip does not depend neither on the shear direction, perpendicular or parallel to the director, nor on the polydomain or monodomain structure of the elastomer. The supercritical state is confirmed by NMR measurements

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Gharbi, Walid Allah. "Élaboration et caractérisations de matériaux ferroélectriques sans plomb : céramiques, films minces, nanopoudres et composites nanopoudres - cristal liquide." Thesis, Littoral, 2013. http://www.theses.fr/2013DUNK0355.

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Abstract:

Dans ce travail nous avons élaboré des matériaux ferroélectriques Ba0,9Sr0,1TiO3 (BST) de tailles de plus en plus réduites : céramiques, couches minces et nanoparticules pour des applications en microélectronique. Des matériaux composites constitués de nanoparticules de BST dispersées dans un cristal liquide ont également été réalisés. Le caractère ferroélectrique des films BST a été mis en évidence par des mesures des cycles d'hystérésis électriques. Les meilleures propriétés électriques ont été obtenues avec un recuit à 950 °C pendant 15 mn. Les analyses physico-chimiques sur les nanopoudres BST indiquent que la température optimale de calcination est de 900 °C. La taille des grains obtenue, entre 30 et 100 nm. Les caractérisations par diffraction de rayons X des nanopoudres montrent une structure quadratique à l'ambiante donc la possibilité d'un caractère ferroélectrique de celles-ci. La synthèse de céramiques BST par voie sol-gel et frittées à différentes températures a montré que la taille des grains dépend directement de la température de frittage et s'avère être un paramètre clé influençant la réponse diélectrique du matériau. Les céramiques BST élaborées par la méthode solide-solide permettent d'obtenir une taille de grains supérieure et en conséquence des valeurs de permittivité diélectrique plus élevées. L'étude comparative des propriétés diélectriques du cristal liquide seul et du mélange nanoparticules BST-cristal liquide a confirmé l'influence des nanoparticules BST sur l'orientation des molécules du cristal liquide. La confrontation des résultats expérimentaux aux lois de mélanges a permis l'estimation de la permittivité diélectrique des nanoparticules de BST
In this work a ferroelectrics Ba0,9Sr0,1TiO3 (BST) ceramics, thin layers and nanoparticles were elaborated in order to obtain suitable materials for microelectronics. A mixture of BST nanoparticles dispersed in a liquid crystal was also performed. The ferrolectric nature of BST films has been demonstrated by measurements of the electrical hysteresis cycles. The best electrical properties were obtained with annealing at 950 °C for 15 min. The physico-chemical analyzes of BST nanapowders indicate that the optimum calcination temperature is at 900 °C. The grain size obtained is between 30 and 100 nm. The characterizations of nanapowders with X-Ray Diffraction show a tetragonal structure at room temperature therefore the possibility of a ferroelectric character. The ceramics synthesized by sol-gel method and sintered at different temperatures showed that the grain size depends directly on the sintering temperature and proves to be a key parameter influencing the dielectric response of the material. The BST ceramics prepared by solid-solid method used to get a size larger grain and consequently a higher value of dielectric permittivity. The comparative study of the dielectric properties of the liquid crystal single and the mixture "BST nanoparticles- liquid crystal" confirmed the influence of nanoparticles on the orientation of liquid crystal molecules. The comparison of experimental results with the mixtures laws allowed the estimation of the dielcectric permittivity of BST nanoparticles

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Richard, Céline J. E. "Phénomènes de mouillage aux petites échelles sur des substrats non structurés et structurés : films minces de cristaux liquides et propriétés de mouillage des liquides ioniques aux petites échelles." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00662524.

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Abstract:

A une époque où la miniaturisation est l'un des principaux défis de la science, la physique du mouillage aux petites échelles est loin d'être complètement comprise. Le rôle structurant des interfaces, les hétérogénéités du substrat ou l'occurrence d'effets dits de "ligne" commencent à se faire sentir. Le but de la présente thèse, expérimentale, est d'apporter de nouveaux indices permettant le développement des analyses théoriques. Deux systèmes à petite échelle et complexes ont été étudiés : les films minces de cristaux liquides sur substrat liquide et les précurseurs de liquides ioniques sur substrats solides. La description des propriétés de mouillage des cristaux liquides nématiques nécessite deux ingrédients s'ajoutant à ceux des liquides usuels : l'élasticité, qui est source d'interactions à longue portée et l'ancrage qui décrit le rôle spécifique joué par les conditions aux limites. Sur un substrat liquide, les films minces nématiques avec des conditions d'ancrage antagonistes montrent des structures complexes ainsi qu'une coexistence d'épaisseurs. Différents systèmes ont été étudiés au microscope optique dans la gamme de température nématique et aux alentours de la transition nématique / isotrope. Les résultats ont été comparés aux modèles disponibles qui sont basés sur une théorie continue de l'élasticité nématique. Les liquides ioniques sont des sels surfondus à température ambiante. Ils sont devenus omniprésents dans l'industrie, ce qui explique que la compréhension de leur mouillage soit un sujet brûlant. De faibles quantités de liquides ioniques ont été déposées sur différents substrats, lisses ou rugueux. Le paysage que l'on obtient, gouttelettes et films minces, a été imagé par AFM (Atomic Force Microscopy). Les résultats ont été comparés aux modèles disponibles pour les films minces et les gouttes nanoscopiques.

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Rossomme, Séverine. "Modélisation de l'évaporation des films liquides minces, y compris au voisinage des lignes de contact: application aux caloducs à rainures." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2008. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210409.

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Abstract:

Les recherches que nous présentons dans ce manuscrit s’inscrivent dans le cadre de l’analyse des phénomènes de transport fondamentaux impliqués lors du processus d’évaporation d’un film liquide mince. Outre les mécanismes macroscopiques (résistance thermique du solide, capillarité, thermocapillarité, …) qui influencent le comportement de tels films, des développements fondamentaux et expérimentaux ont mis en évidence le rôle significatif d’effets microscopiques, comme les forces de van der Waals [11,96,117]. L’objectif de cette thèse est double. Il s’agit tout d’abord de caractériser les phénomènes locaux qui influencent le processus d’évaporation et ensuite, d’étendre notre étude à une échelle globale “macroscopique”. Ce manuscrit est divisé en deux parties qui correspondent à ces deux objectifs.

L’étude décrite dans la première partie propose une contribution originale à la modélisation de l’évaporation des films minces, y compris au voisinage des lignes de contact. De manière générale, nous cherchons à mettre en évidence l’influence de phénomènes qui se déroulent aux petites échelles sur le transfert thermique d’un film mince déposé sur une paroi plane et chauffée. Dans le cadre de l’hypothèse de lubrification, deux modèles sont dès lors développés. Le premier modèle décrit l’évaporation d’un film liquide mince dans sa vapeur pure tandis que le second modèle porte sur l’évaporation d’un film liquide mince dans un gaz inerte. Les diverses recherches menées sont principalement orientées vers la quantification, d’une part, des angles de contact apparents générés par l’évaporation, malgré le caractère parfaitement mouillant du couple liquide-solide utilisé et, d’autre part, des flux de chaleur et de matière interfaciaux. Une particularité du premier modèle est qu’il généralise divers modèles existants [15,25,86,117] en regroupant un ensemble de phénomènes spécifiques et complexes tels que le saut de température à l’interface liquide-vapeur, la résistance thermique de la vapeur et celle du solide ou la variation locale de la température de saturation à l’interface liquide-vapeur suite à la courbure interfaciale et aux forces de van der Waals. En plus de ces effets, d’autres mécanismes plus classiques sont inclus dans le modèle :la tension superficielle, la thermocapillarité, la pression de disjonction, l’évaporation et le recul de vapeur. Des analyses de stabilité linéaires et des études paramétriques ont été réalisées afin de quantifier l’influence de ces phénomènes sur la stabilité d’un film liquide mince, sur son évaporation et sur le transfert de chaleur associé. Au travers des chapitres 3 et 4, nous mettons notamment en évidence

• comment les forces de van der Waals compensent l’évaporation du film liquide mince de façon à créer un film stationnaire stable,

• pourquoi le recul de la vapeur et la thermocapillarité sont deux phénomènes qui peuvent être négligés dans les conditions étudiées dans ce travail,

• des lois analytiques qui décrivent certaines variables du problème, plus particulièrement l’angle de contact et le maximum du flux de chaleur, en fonction de la surchauffe de la paroi solide.

Faisant suite aux travaux proposés par Haut et Colinet [59], nous avons ensuite développé un second modèle afin de caractériser l’évaporation dans une faible quantité de gaz inerte d’un film liquide mince déposé sur une paroi plate et chauffée. Tout comme dans le cadre de l’étude précédente, notre analyse s’articule autour d’une étude de stabilité linéaire ainsi que d’études paramétriques réalisées sur des nombres caractéristiques du problème. Alors que les conclusions sur la stabilité du film sont indépendantes de la quantité de gaz inerte contenue dans la phase vapeur, il n’en est pas de même pour les transferts de matière et de chaleur interfaciaux comme montré au chapitre 5.

Dans la seconde partie du travail, nous utilisons les conclusions auxquelles nous sommes arrivés dans la première partie dans le cadre d’une application industrielle. En collaboration avec le Centre d’Excellence en Recherche Aéronautique (CENAERO) et la société Euro Heat Pipes (EHP), une stratégie a été élaborée afin de simuler les transferts thermiques radiaux dans une rainure d’un caloduc au niveau de l’évaporateur. Les résultats numériques, obtenus sur base d’un modèle multi-échelle développé à l’ULB et implémenté numériquement lors d’un stage chez CENAERO, montrent que ces transferts sont influencés par la valeur de l’angle de contact. Celui-ci dépendant des phénomènes microscopiques, il s’avère par conséquent nécessaire de les inclure dans le modèle thermique. En effet, si nous ne considérons que les aspects macroscopiques du problème, qui se résument à la conduction dans le solide et dans le liquide, le coefficient d’échange global au niveau de la rainure est surestimé.

Doctorat en Sciences de l'ingénieur
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Niyonzima, Jean de dieu. "Topological defects in smectic A liquid crystal thin films." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2023SORUS660.pdf.

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Abstract:

En raison de leur nature omniprésente et polyvalente, les défauts topologiques suscitent un grand intérêt depuis plus d'un siècle dans différents domaines de recherche tels que la cosmologie, la biologie et la physique de la matière condensée. Ils jouent un rôle important dans la détermination des propriétés dynamiques et statiques des matériaux qui les hébergent. Les défauts topologiques des cristaux liquides Smectic A se sont révélés capables d'attirer, de piéger et d'orienter les nanoparticules dans différents réseaux au cœur de leurs défauts. Cependant, la structure locale des défauts topologiques reste en général mal connue. Les films minces de cristaux liquides smectiques confinés qui peuvent conduire facilement à la formation de défauts topologiques sont utiles dans ce cadre car ils permettent d'utiliser la diffusion des rayons X pour les étudier avec une résolution sans précédent. En utilisant la diffusion des rayons X aux petits angles en incidence rasante (GISAXS) sur la ligne de faisceau SIXS du Synchrotron Soleil, nous avons étudié la structure interne d'un réseau de défauts topologiques smectiques orientés dans des films minces de cristaux liquides smectiques A de 4-n-octyl-4'-cyanobiphényle (8CB) confinés entre deux ancrages antagonistes forts imposés par le substrat d'alcool polyvinylique (planaire unidirectionnel) et l'air (perpendiculaire). Ces films sont composés de couches smectiques superposées en hémicylindres aplatis. Nous avons déterminé théoriquement la relation entre l'intensité de Bragg intégrée, la largeur maximale à mi-hauteur du pic diffusé et le nombre de couches smectiques qui tournent au sein des hémicylindres. Cela nous a permis de reconstruire avec précision la structure interne de ces films minces. Nous avons démontré que trois types différents de défauts topologiques coexistent à l'intérieur de ces films minces smectiques, des dislocations, des disinclinaisons et des joints de grains topologiques bidimensionnels tous orientés dans la direction parallèle à l'axe des hémicylindres. Les couches smectiques qui relient tous ces défauts présentent une dilatation anormalement forte de la distance inter-couches à proximité du centre de courbure des hémicylindres. Une minimisation de l'énergie élastique conduit à une relation quantitative entre cette distance et le rayon de courbure des couches smectiques en parfait accord avec les données expérimentales. Cette dilation est à l'origine non seulement de la formation des dislocations mais aussi de la formation d'un chevron au milieu des hémicylindres. Nous avons ensuite analysé l'évolution des structures en fonction de l'épaisseur du film. Nous avons constaté que c’est essentiellement la zone de disinclinaison qui gère le changement de structure quand l'épaisseur augmente à cause de la nécessité de diminuer l'énergie de surface du film smectique. Cela nous a permis de montrer en particulier comment la taille du cœur de disclinaison peut être contrôlée par l'épaisseur du film smectique
Due to their ubiquitous and versatile nature, the topological defects have been the subject of a great interest for over a century in different research areas such as cosmology, biology and condensed matter physics. They are important in the determination of dynamic and static properties of the material that host them. Smectic A liquid crystal topological defects have been shown to be able to attract, trap and orient nanoparticle into different networks in their defect cores. However, their intimate structure remains elusive. Liquid crystals are laboratory systems to study topological defects. The confined smectic liquid crystal thin films that can lead to the formation of topological defects are useful since they allow for the use of X-ray scattering to study the defects at an unprecedented resolution. Using Grazing Incident Small-Angle X-ray Scattering (GISAXS) on the SIXS beamline of Soleil Synchrotron facility, we studied the internal structure of an array of oriented smectic topological defects in thin smectic-A liquid crystal films of of 4-n-octyl-4’-cyanobiphenyl (8CB) confined between two strong antagonistic anchoring imposed by Polyvinyl alcohol substrate (planar unidirectional) and air (homeotropic). We studied a film of 180 nm thickness and found that it is composed of smectic layers superimposed into flattened hemicylinders. We have theoretically determined the relationship between the integrated Bragg intensity, the Full width at Half maximum of the scattered peak and the number of scattering rotating smectic layers. This allowed us to reconstruct with precision the internal structure of these thin smectic films. We have evidenced that three different kinds of topological defects coexist inside these thin smectic films, dislocations, disclination and 2D topological grain boundaries, all oriented in the direction parallel to the axis of the hemicylinders. The rotating smectic layers that connect these defects display an unusually strong increase of their interlayer spacing close to the hemicylinder curvature center. A minimization of the elastic energy leads to a quantitative relationship between the interlayer spacing and the curvature radius of the smectic layers in perfect agreement with the experimental data. This interlayer spacing appears to be not only at the origin of the dislocation formation but also at the origin of a chevron formation in the middle of the hemicylinders. We have then analyzed the evolution of the structures as a function of the film thickness. We found that it is essentially the disinclination zone that manages the change in structure as the thickness increases due to the need to decrease the surface energy of the smectic film. This allowed us to show in particular how the size of the disclination core can be controlled by the thickness of the smectic film

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Blach, Jean-François. "Caractérisation et manipulation de domaines de films minces ferroélectriques de titanate de baryum par microscopie à champ proche : application à la réorientation locale de molécules de cristal liquide." Artois, 2003. http://www.theses.fr/2003ARTO0403.

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Abstract:

A l'aube de la réalisation de composants "tout optique", les cristaux liquides se dévoilent comme des matériaux potentiellement intéressants, particulièrement grâce à leur biréfringence élevée et leur réponse optique non linéaire. Usuellement l'alignement du cristal liquide est imposée de manière macroscopique. Nous proposons dans le cadre de cette étude de contrôler cet alignement à l'échelle du micromètre en utilisant des films minces ferroélectriques comme couche d'alignement. En effet, il a été démontré que les matériaux ferroélectriques orientent localement des molécules de cristal liquide. De plus, depuis la fin des années 90, la microscopie à champ proche permet la manipulation des domaines de films minces ferroélectriques. Nous avons donc tenté d'orienter localement des molécules de cristal liquide grâce à des domaines générés par microscopie à champ proche. Notre choix s'est porté vers des systèmes constitués de films minces ferroélectriques de titanate de baryum et du 5CB comme cristal liquide. Nous avons d'abord déterminé les paramètres (par diffraction de rayons X, microspectrométrie Raman polarisée, ellipsométrie spectroscopique, et microscopie à champ proche (AFM et EFM)) liés à la structure des films minces conduisant à un dépôt homogène de cristal liquide à la surface de ces films puis nous avons ensuite mis en évidence l'influence des domaines (inscrits par microscopie à champ proche) sur une couche de cristal liquide par des méthodes optiques (microscopie optique polarisée, microspectrométrie Raman confocale polarisée et par des déviations de faisceaux)
At dawn of the realization of all-optical components, liquid crystals are potentially interesting materials, particularly thanks to their high birefringence and their nonlinear optical properties. Usually the alignment of the liquid crystal is imposed in a macroscopic way. We propose to control this alignment at micrometer scale by using thin films ferroelectric. Indeed, the local alignment of liquid crystal by ferroelectric material was demonstrated. Moreover, since the end of the nineties, scanning probe microscopy allows the domain manipulation of thin films ferroelectric. We thus tried to locally oriented liquid crystal molecules thanks to the domains generated by scanning probe microscopy. Our choice went towards systems made up of barium titanate thin films ferroelectric and 5CB like liquide crystal. We initially determined the parameters (by X-Ray diffraction, polarized Raman microspectrometry, ellipsometric spectroscopy, and scanning probe microscopy (AFM and EFM)) related to the structure of thin films leading to a homogeneous liquid crystal deposition at the surface of these films. Then we have highlighted the influence of the domains (writing by scanning probe microscopy) on a liquid crystal layer by optical methods (polarized microscopy, confocal polarized Raman microspectrometry and by beams deviations)

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Missaoui, Amine. "Dynamics of topological defects in freely floating smectic liquid crystal films and bubbles." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS207.

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Abstract:

L'objectif de la thèse est d'étudier la dynamique des défauts topologiques dans les cristaux liquides (LC). Parmi le large éventail de choix possibles, nous nous intéressons à la phase cristalline liquide thermotropique smectique-C. La propriété unique de cette phase LC permet de former des films librement suspendus, qui sont supportés sur un support et délimités par un ménisque, et des bulles flottant librement. Les études dans ces systèmes en suspension sont d'une part moins influencées par les conditions limites qui existent dans le cas des cellules LC et d'autre part plus faciles à interpréter grâce à la géométrie bidimensionnelle de ces films et bulles. L'objectif consiste à exploiter les propriétés des films et des bulles en suspension libre de la smectique-C pour l'étude de la dynamique des défauts topologiques
The aim of the thesis is to study the dynamics of topological defects in liquid crystals (LC). Among the wide range of possible choices, we are interested in the thermotropic smectic-C liquid crystalline phase. The unique property of this LC phase allows to form freely suspended films, that are supported on a holder and bounded by a meniscus, and freely floating bubbles. The studies in these suspended systems are on the one hand less influenced by the boundary conditions that exist in the case of the LC cells and on the other hand easier to interpret thanks to the two-dimensional geometry of these films and bubbles. The aim of the PhD consists in exploiting the properties of smectique-C freely suspended films and bubbles for the study of the dynamics of topological defects

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Simon, Amélie. "Modélisation des phénomènes de films liquides dans les turbines à vapeur." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEC001/document.

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Abstract:

Dans la production d'électricité, un des leviers centraux pour réduire les détériorations et les pertes causées par l'humidité dans les turbines à vapeur est l'étude des films liquides. Ces films minces, sont créés par la déposition de gouttes et sont fortement cisaillés. Des gouttes peuvent ensuite être arrachées du film. A l'heure actuelle, aucun modèle complet et valide n'existe pour décrire ce phénomène. Un modèle 2D à formulation intégrale associé à des lois de fermetures a été dérivé pour représenter ce film. Comparé aux équations classiques de Saint-Venant, le modèle prend en compte davantage d'effets : le transfert de masse, l'impact des gouttes, le cisaillement à la surface libre, la tension de surface, le gradient de pression et la rotation. Une analyse des propriétés du modèle (hyperbolicité, entropie, conservativité, analyse de stabilité linéaire, invariance par translation et par rotation) est réalisée pour juger de la pertinence du modèle. Un nouveau code 2D est implémenté dans un module de développement libre du code EDF Code Saturne et une méthode de volumes finis pour un maillage non-structure a été développée. La vérification du code est ensuite effectuée avec des solutions analytiques dont un problème de Riemann. Le modèle, qui dégénère en modèle classique de Saint-Venant pour le cas d'un film tombant sur un plan inclinée, est validé par l'expérience de Liu and Gollub, 1994, PoF et comparé à des modèles de références (Ruyer-Quil and Manneville, 2000, EPJ-B et Lavalle, 2014, PhD thesis). Un autre cas d'étude met en scène un film cisaillé en condition basse-pression de turbine à vapeur et, est validé par l'expérience de Hammitt et al., 1981, I. Enfin, le code film est couplé aux données 3D du champ de vapeur autour d'un stator d'une turbine basse-pression du parc EDF, issues de Blondel, 2014, PhD thesis. Cette application industrielle montre la faisabilité d'une simulation d'un film en condition réelle du turbine à vapeur
In the electricity production, one central key to reduce damages and losses due to wetness in steam turbines is the study of liquid films. These thin films are created by the deposition of droplets and are highly sheared. This film may then be atomized into coarse water. At the moment, no comprehensive and validated model exists to describe this phenomenon. A 2D model based on a integral formulation associated with closure laws is developed to represent this film. Compared to classical Shallow-Water equation, the model takes into account additional effect : mass transfer, droplet impact, shearing at the free surface, surface tension, pressure gradient and the rotation. The model properties (hyperbolicity, entropy, conservativity, linear stability, Galilean invariance and rotational invariance) has been analyzed to judge the pertinence of the model. A new 2D code is implemented in a free module of the code EDF Code Saturne and a finite volume method for unstructured mesh has been developed. The verification of the code is then carried out with analytical solutions including a Riemann problem. The model, which degenerates into classical Shallow-Water equations for the case of a falling liquid film on a inclined plane, is validated by the experiment of Liu and Gollub, 1994, PoF and compared to reference models (Ruyer-Quil and Manneville, 2000, EPJ-B et Lavalle, 2014, PhD thesis). Another study depicts a sheared film under low-pressure steam turbine conditions and is validated by the experiment of Hammitt et al., 1981, FiI. Lastly, the code film is coupled to 3D steam data around a fixed blade of a BP100 turbine, from Blondel, 2014, PhD thesis. This industrial application shows the feasibility of liquid film's simulation in real steam turbine condition

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POINSOT, ISABELLE. "Etude de quelques proprietes physiques de films minces de cristaux liquides smectiques c et o par une methode equivalente a la diffusion de lumiere." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1996. http://www.theses.fr/1996STR13266.

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Abstract:

Dans un premier temps, nous avons elabore une methode originale de mesure, en valeur absolue, des constantes elastiques orientationnelles associees aux distorsions elastiques du champ du directeur resultant des fluctuations thermodynamiques moleculaires. Ce procede de mesure s'appuie sur les proprietes de birefringence des phases smectiques inclinees. En effet, les fluctuations orientationnelles du directeur se traduisent, sous microscope polarisant, par des fluctuations de l'intensite lumineuse. La mesure de ces fluctuations lumineuses suivie d'une decomposition en termes de fourier constitue donc une voie d'acces a ces constantes elastiques. Le montage experimental necessite simplement un microscope polarisant, une camera video et un ordinateur. On obtient alors pour chaque vecteur d'onde accessible la valeur moyenne de l'amplitude de fluctuation. Un ajustement de la courbe conduit ensuite a la determination non seulement des constantes elastiques mais egalement de la polarisation electrique. La connaissance de ces parametres permet enfin de deduire les viscosites orientationnelles des fonctions de correlation. Nous avons dans un second temps applique ce procede a l'etude de films minces de cristaux liquides a savoir des films suspendus et des films induits a la surface de gouttes isotropes en phases smectiques c et o d'epaisseur comprise entre 5 et 200 couches moleculaires. Les constantes elastiques obtenues sont pour les trois composes utilises de meme grandeur, mais sont d'un ordre de grandeur superieures a celles obtenues pour les nematiques. Ce resultat est conforme aux previsions dans le sens ou la phase smectique est plus ordonnee que la phase nematique. Une forte anisotropie des proprietes elastiques a egalement ete mise en evidence. Elle est independante du compose etudie, de l'epaisseur et de la temperature, et semble de ce fait etre une caracteristique des smectiques.

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Chaban, Levgeniia. "Investigation of thermal and mechanical behavior of ultra-thin liquids at GHz frequencies." Thesis, Le Mans, 2017. http://www.theses.fr/2017LEMA1039/document.

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Abstract:

La structuration des liquides près d'interfaces est liée aux forces d'interactions liquides/interface à des distances de quelques dimensions moléculaires. Cet effet universel joue un rôle primordial dans divers domaines tels que le transport de chaleur, le transport de particules à travers les membranes biologiques, la nanofluidique, la microbiologie et la nanorhéologie.Le but principal de cette thèse est de réaliser l'échographie par laser de liquides nanostructurés près d'une interface, afin de mieux comprendre les propriétés physiques de liquides confinés à des échelles moléculaires. La méthode utilisée est la technique d'acoustique picoseconde, qui est une technique tout optique impliquant des lasers impulsionnels pour la génération et la détection d'ultrasons picosecondes. Nous avons adapté la technique pour étudier les propriétés acoustiques longitudinales à haute fréquence des liquides ultra-minces. Les résultats de la diffusion de Brillouin dans le domaine temporel sont utilisés pour déterminer le profil de distribution de la température dans le volume de liquide étudié qui peut être extrapolé aux dimensions nanométriques. Les résultats sur le changement de la fréquence de Brillouin aussi bien que sur l’atténuation acoustique en fonction de la puissance du laser donnent un aperçu de la relation entre les propriétés thermiques et mécaniques des liquides. L'analyse de Fourier des résultats pour différentes épaisseurs de liquide donnent l'information sur la vitesse du son et de l’atténuation aux fréquences GHz. Ce nouveau schéma expérimental est une première étape vers la compréhension des liquides confinés mesuré par l'échographie d'ultrasons aux fréquences GHz
The phenomenon of liquid structuring near interfaces is related to the liquid/interface interaction forces at distances of some molecular dimensions. Despite the fact that this universal structuring effect plays a key role in various fields such as heat transport, particle transport through biological membranes, nanofluidics, microbiology and nanorheology, the experimental investigation of liquid structuring remainschallenging.The aim of this PhD thesis is the experimental study of the structuring/ordering of liquids at nanoscale distances from their interfaces with solids. In this context, we have adapted the experimental technique of picosecond laser ultrasonics to investigate high-frequency longitudinal acoustic properties of ultrathin liquids confined between solid surfaces of different types. At first, we will present results of time-domain Brillouin scattering (TDBS) used to determine the temperature distribution profile in the investigated liquid volume which can be extrapolated to nanometer dimensions. Results for the evolution of the extracted Brillouin scattering frequencies and attenuation rates recorded at different laser powers give insight to the intrinsic relationship between thermal and mechanical properties of liquids. Second, we will describe our results for the measurements of mechanical properties of ultrathin liquids with a nanometric resolution. Fourier analysis of the recorded TDBS signals for different liquid thicknesses yield the value of the longitudinal speed of sound and attenuation at GHz frequencies. This novel TDBS experimental scheme is a first step towards the understanding of confined liquids measured by GHz ultrasonic probing

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Zimny, Kévin. "Cristaux liquides, empreinte pour la préparation de matériaux mésoporeux organisés : application à la synthèse d'oxyde de titane nanocristallin." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10111/document.

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Abstract:

Ce travail est consacré à la préparation de matériaux mésoporeux à partir de cristaux liquides formés avec des tensioactifs fluorés selon le mécanisme transcriptif LCT. Les paramètres de synthèse ont été optimisés pour la préparation de silices mésostructurées à partir de la phase hexagonale du système eau/C8F17C2H4(OCH2CH2)9OH. Les résultats montrent une corrélation entre le diamètre des pores des matériaux et les diamètres hydrophobes mesurés dans les cristaux liquides. L'incorporation de TiO2 dans une matrice silicatée selon la méthode de coprécipitation a été réalisée en utilisant soit des micelles (mécanisme d'auto-assemblage coopératif CTM), soit la phase hexagonale du système C8F17C2H4(OCH2CH2)9OH/eau (mécanisme transcriptif LCT). Dans les deux cas, l'incorporation de titane conduit à une perte de la structure et à une diminution de la surface spécifique. L'utilisation du mécanisme CTM favorise la formation de TiO2 anatase en surface du matériau, tandis que pour le mécanisme LCT, la substitution du silicium par le titane au coeur du matériau a été mise en évidence. Des films minces mésostructurés à base de TiO2 ont été réalisés à partir de la méthode EISA. Les analyses par diffraction des rayons X à incidence rasante couplées à des mesures de réflectivité ont permis de mettre en évidence la structure des films et de déterminer les épaisseurs des couches qui constituent les films. Enfin, une méthode originale de synthèse de matériaux mésoporeux organisés à base de TiO2 a été développée. La précipitation de TiO2 dans la mésophase hybride est déclenchée à l'aide d'un traitement par NH3 (g). La structure des matériaux est conservée après l'étape de calcination laquelle permet de cristalliser TiO2 en phase anatase. L'activité photocatalytique de ces matériaux a ensuite été testée sur la réaction de photodégradation du méthylorange
This work deals with the preparation of mesoporous materials from fluorinated liquid crystals via the LCT mechanism. Synthesis parameters have been optimized for the preparation of ordered mesoporous silica with the hexagonal H1 phase of water/C8F17C2H4(OCH2CH2)9OH system. Results show a correlation between pore diameters of materials and hydrophobic diameters measured in liquid crystals. According to the coprecipitation method, incorporation of TiO2 in a silica matrix, synthesized using micelles (via the cooperative templating mechanism CTM) or the hexagonal phase of C8F17C2H4(OCH2CH2)9OH/water system (via liquid crystal templating mechanism LCT). Both pathways lead to a loss of mesopore ordering and a decrease of the specific surface area when titania content increases. If materials are prepared via CTM mechanism TiO2 is present on the surface whereas TiO2 is in the bulk when LCT mechanism is used. Mesoporous thin films have been prepared via EISA method. Grazing incidence small angle X-Ray scattering and reflectivity analysis have been used to define the structure of films and the thickness of the different layers. Finally an original method has been developed for the preparation of ordered titania mesoporous materials. Precipitation of titania in the hybrid mesophase is activated by a NH3 treatment. The structure is preserved after calcination step which allow the formation of TiO2 anatase. Photocatalytic activity of these materials has been tested on the photodegradation of methylorange

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Miguet, Jonas. "Amincissement et stabilité de bulles de surface." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS530.

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Abstract:

Ce travail de thèse a été réalisé en partenariat avec PepsiCo. La problématique initiale repose sur l’observation de la quantité de mousse créée lorsque l’on verse un liquide sursaturé, comme une boisson gazeuse, dans un verre. En effet, l’ajout d’une très petite quantité d’édulcorant, représentative des concentrations trouvées dans les sodas sans sucre, induit une quantité de mousse significativement plus importante que pour du sucre blanc traditionnel à une concentration 200 fois plus importante. L’édulcorant utilisé ici est un extrait de la plante stevia rebaudiana, utilisée depuis des centaines voire des milliers d’années en Amérique du sud. Des expériences modèles sont proposées pour étudier en détail deux aspects du problème posé : le taux de production de bulles dans le milieu sursaturé et leur taux d’extinction à la surface. Une première expérience visant à caractériser le grossissement d’une bulle dans un milieu sursaturé a été mise en place. Les notions de base sont présentées ainsi qu’un dispositif expérimental. D’autre part, des études sur la stabilité de bulles et de films forment le cœur du manuscrit. Les résultats essentiels de ce travail concernent la stabilité et le drainage de bulles à la surface d’un bain liquide. Des mesures de l’impact de différents ingrédients communément ajoutés dans des sodas sur les temps de vie de bulles sont présentées. Par ailleurs, les effets de la taille et de l’humidité ambiante sont mesurés sur des milliers de bulles d’eau savonneuse grâce à une expérience automatisée. Un modèle décrivant le drainage et l’évaporation convective permet de décrire le temps de vie mesuré. En outre, un modèle décrivant l’impact de la régénération marginale sur l’amincissement des films est présenté et confronté à l’expérience. Les résultats montrent que ce phénomène contrôle l’amincissement du film dans son ensemble
The thesis work was done in collaboration with PepsiCo. The initial problem is based on the observation of the quantity of foam created when a supersaturated liquid, such as a carbonated beverage, is poured into a glass. Indeed, the addition of a very small amount of sweetener, representative of the concentrations found in sugar-free sodas, induces a significantly greater amount of foam than for traditional white sugar at a concentration 200 times greater. The sweetener used here is an extract of the plant stevia rebaudiana used for hundreds if not thousands of years in South America. Model experiments are proposed to study in detail two aspects of the problem: the rate of production of bubbles in the supersaturated medium and their rate of extinction at the surface. A first experiment aimed at characterizing the rate of production of bubble within a supersaturated medium. The basic notions are presented as well as an experimental procedure. On the other hand, studies on the stability of bubbles and films form the core of the manuscript. The main results of this work concern the stability and the drainage of bubbles at the surface of a liquid bath. Measurements of the impact of various ingredients commonly added in sodas on bubbles lifetime are presented. In addition, the effects of bubbles size and environmental humidity are measured on thousands of soapy bubbles, making use an automated setup. A model describing the drainage and the convective evaporation of the thin film is used to describe the measured lifetimes. Finally, a model describing the impact of marginal regeneration on the film thinning is presented and confronted with experimental data. The results show that this phenomenon controls the thinning of the film as a whole

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Moulki, Hakim. "Matériaux et dispositifs électrochromes à base de NiO modifié en couches minces." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00989588.

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Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre du programme européen INNOSHADE, dont l'objectif était la réalisation de dispositifs électrochromes à coloration neutre. Cette coloration neutre est le résultat de l'association dans un même dispositif de la couleur marron de films à base d'oxyde de nickel avec celle bleue de films d'oxyde de tungstène ou de PEDOT. Nos recherches ont été orientées vers des films minces d'oxyde de nickel modifié contenant des ions nickel trivalent, alliant porosité et désordre structural. Deux techniques de dépôt ont été utilisées : l'ablation laser et le trempage-retrait (dip-coating). Des processus de coloration et de décoloration de ces films en milieux liquides ioniques hydrophobes lithiés et non lithiés, faisant intervenir la participation d'anions tels que TFSI-, ont été mis en évidence pour la première fois dans cette thèse. Les dispositifs tout solides correspondants présentent des efficacités optiques élevées et une bonne durabilité.

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Cissé, Lamine. "Etude des propriétés électroniques des cristaux liquides discotiques pour applications photovoltaïques." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/246/.

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Abstract:

La faible longueur de diffusion des excitons et la faible mobilité des charges dans les semi-conducteurs organiques limitent fortement la performance des cellules photovoltaïques organiques. L'utilisation de molécules discotiques, qui peuvent être régulièrement organisées sous forme de colonnes, permet d'améliorer ces propriétés. Cependant, lorsque les matériaux sont orientés sous forme de couches minces, une instabilité du film apparaît lors de son passage à l'état liquide isotrope. Dans cette thèse, nous montrons à travers l'étude de l'orientation homéotrope d'un cristal liquide colonnaire dérivé d'un benzopèrylène, que cette instabilité peut être évitée en modifiant les propriétés de surface des substrats par un plasma de Décharge Townsend à la Pression Atmosphérique. Des mesures de longueur de diffusion des excitons dans le dérivé benzopérylène:benzo[g,h,i]perylene1,2,4,5,10,11-hexacarboxylic1,2-di-(2-ethylhexyl) ester4:5,10:11-di-(4-heptyl)imide, Bp2I2CEH) non orientés et orientés en homéotrope indiquent une augmentation de sa valeur de 25% avec l'organisation homéotrope. L'étude des structures Schottky de type ITO/Bp2I2CEH/Al réalisées avec des films minces de Bp2I2CEH non orientés et orientés en homéotrope montre une augmentation du photocourant d'un facteur 16 par rapport à une cellule réalisée avec le même film non orienté. La modélisation d'une cellule photovoltaïque organique a été réalisée. Les simulations numériques (à l'aide d'un programme développé en langage C) montre qu'il est possible d'optimiser l'architecture du composant afin d'augmenter le photocourant généré par la cellule
Short excitons diffusion length and the low charges-carrier mobility organic semiconductors seriously limit the performance of organic solar cells. Using disc-like molecules which can be regularly arranged in columns, offers an opportunity to improve these properties. However, one of the biggest problems for the implementation of this strategy lies in the instability of discotic materials that appears during the transition to the isotropic phase when they are aligned as thin films. In this thesis, we show through the study of a benzoperylene derivative crystal liquid that this instability can be avoided by a surface treatment using an Atmospheric Pressure Townsend Discharge. Measures excitons diffusion length in a homeotropic oriented and non-oriented benzoperylene derivative:benzo [g,h,i]perylene1,2,4,5,10,11 -hexacarboxylic1,2-di-(2-ethylhexyl)ester4:5,10:11-di-(4-heptyl)imide, Bp2I2CEH) indicate an increase of its value of 25% with the homeotropic organization. The study of Schottky-type structures ITO/Bp2I2CEH/Al based on Bp2I2CEH oriented and non-oriented thin films shows an increase in the photocurrent by a factor of 16 compared to a cell carried out with the same non-oriented film. We have also modelled organic solar cells since the absorption of light to charges carrier generation. Numerical simulations results (with a program developed in C language) show that the solar cell architecture can be optimized to improve the photocurrent generated by the device

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Daillant, Jean. "Deux cas de films minces : l'étalement des polymères sur différentes surfaces et les monocouches d'amphiphiles sur l'eau : une étude par rayons X aux incidences rasantes." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112218.

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Abstract:

Deux cas de films minces ont été étudiés par rayons X aux incidences rasantes, essentiellement par la technique de réflectivité des rayons X qui permet la détermination d'un profil de densité électronique entre 0,5 et 500 nanomètres. Tout d'abord, le rôle joué par les films minces dans les phénomènes de mouillage a été mis en évidence par l'étude de microgouttes d'un polymère non volatil sur différentes surfaces, complétée par des expériences de montée capillaire. L'étalement comporte au moins deux étapes : le développement rapide d'une "langue" moléculaire est suivi par un processus de diffusion de surface. Ces mécanismes moléculaires imposent le profil gaussien de la partie centrale de la goutte. Les étapes finales dépendent fortement des interactions polymère-substrat : pour une surface peu mouillable, on atteint un état d'équilibre, alors que la diffusion se poursuit sur une surface très mouillable. Les monocouches sur l’eau de molécules amphiphiles d'acides gras et de phospholipides ont été étudiées par la même méthode. La détermination de l'inclinaison des chaînes et de la rugosité interfaciale (due aux ondes capillaires excitées thermiquement) permet de discuter les transitions de phase d'un point de vue moléculaire. Le comportement singulier de la rugosité à la transition fluide-solide est attribuée à la rigidité du film qui a pu être mesurée.

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Gaillard, Thibaut. "Ecoulements confinés à haut et bas Reynolds : génération millifluidique de mousse et drainage de films minces de copolymères." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS368/document.

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Abstract:

La mousse est un matériau fascinant nous accompagnant au quotidien depuis des siècles, mais sa complexité fait qu’il est difficile de comprendre et contrôler ses propriétés. L’objet de cette thèse expérimentale est de montrer par deux exemples que si l’on contrôle les écoulements ayant lieu lors de la génération de la mousse et pendant sa vie on peut alors avoir un très bon contrôle de ses propriétés structurelles et sa stabilité. Dans la première partie j’étudie la génération de mousse constituée de bulles micrométriques par un écoulement diphasique cyclique dans un tuyau connectant deux seringues. Cette technique permet de varier la fraction liquide sans affecter les distributions de tailles de bulle. Je montre que ces distributions sont essentiellement contrôlées par la présence de constrictions dans le tuyau connectant les seringues et par les propriétés physico-chimiques de la solution moussante. Mes résultats montrent que ce n’est pas le vieillissement de la mousse mais bien les instabilités hydrodynamiques qui contrôlent la taille caractéristique des bulles. Avec diverses expériences modèles de millifluidique en régime inertiel je mets en évidence ce qui semble être un nouveau processus de fragmentation de bulles. L’accélération et la décélération des bulles lors de leur passage dans une constriction seraient le moteur de cette fragmentation. Le lien précis reste à quantifier dans de futurs travaux. Dans un second temps je montre qu’il est possible de faire des films minces, libres et d’une grande stabilité avec un fondu de copolymère en peigne de PDMS-g-PEG-PPG à température ambiante, sans ajout d’agents stabilisants. Les expériences de caractérisation indiquent que c’est un liquide newtonien ayant une faible tension de surface ne présentant pas de transition de phase à température ambiante. J’ai étudié de manière approfondie le drainage de films verticaux et horizontaux, qui se fait par un écoulement laminaire du liquide confiné entre les deux interfaces liquide/air. A l’aide d’une balance à film mince microfluidique développée pour l’étude des liquides visqueux je rapporte l’apparition de stratifications dans les films très minces. Celles-ci ont la même taille que la longueur caractéristique du fondu, lié soit à la taille du polymère, soit à une micro-séparation de phase. Le drainage et la stabilité sont donc potentiellement contrôlés par cet écoulement stratifié, mais il reste à comprendre si la stratification est la conséquence d’un simple effet de confinement ou d’une micro-séparation de phase près de l’interface
Foam is a fascinating matter which has been broadly used for centuries, but its complexity makes it difficult to understand and control its properties. The subject of this experimental thesis is to show through two examples that by controlling the flows during the generation and lifetime of the foam its stability and structural properties may be better controlled. In the first part I study the generation of foams made of microscopic bubbles by a cyclic diphasic flow in a tube connecting two syringes. With this technique one can vary the liquid fractions without changing the bubble size distributions. I show that these distributions are mainly controlled by the presence of constrictions in the tubing connecting the syringes and by the physico-chemical properties of the foaming solution. My results show that the characteristic bubble size is not fixed by foam ageing effects but by hydrodynamic instabilities. With various millifluidic model experiments in the inertial regime I highlight what seems to be a new mechanism of bubble fragmentation. The acceleration and deceleration of the bubbles when going through a constriction would be the driving effect of this process. The precise link still has to be established. In the second part I show that it is possible to make highly stable free-standing films made of a comb-copolymer melt of PDMS-g-PEG-PPG, at room temperature, and without stabilising agents. The characterisation of this melt reveals that it is a newtonian liquid with a low surface tension and not subject to phase transitions at room temperature. I studied intensively the drainage of vertical and horizontal films, which is a laminar flow of the liquid confined between its two liquid/air interfaces. Using a millifluidic thin film pressure balance, developed for the study of viscous liquids, I report the formation of stratifications in very thin films. Theses stratifications have the same step hight than the characteristic length of the melt which we measured for the bulk, linked either to the size of the macromolecules or to micro-phase separation. The drainage and stability might be controlled by this stratified flow, but we still have to understand if it results from a simple confinement effect or from an interfacially driven micro-phase separation

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Tran, Hoai-Phuong. "Foamability of Oil Mixtures." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS117.

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Abstract:

La formation de mousse dans les mélanges d’huiles est un problème courant, par exemple dans les boîtes de vitesses de moteurs électriques. Des agents anti-mousses peuvent être utilisés, mais il est important de comprendre comment se forme la mousse. Les liquides purs ne forment pas de mousse en raison de la courte durée de vie des films liquides, où aucun effet ne s’oppose aux interactions attractives de van der Waals. Toutefois, l’effet permettant d’augmenter les temps de vie des films liquides dans les mélanges d'huiles, et en l'absence d’autres effets stabilisants connus, n'a pas été expliqué. Cette thèse propose un mécanisme à l’origine de cette augmentation. Nous avons mesuré le temps de vie de mousses dans des mélanges binaires dont la composition et la taille des bulles varient. Des expériences sur des bulles uniques formées à la surface d’un bain liquide ont permis de mesurer l’épaisseur du film liquide au moment de sa rupture. Nous démontrons que l’effet stabilisant est dû aux différences de concentration des espèces entre le volume et l’interface avec l’air : le liquide de tension de surface la plus faible a une concentration légèrement supérieure à l’interface et joue ainsi le rôle d’un tensioactif. Nous montrons ensuite comment ces différences de concentration sont reliées aux non-linéarités des variations de la tension de surface du mélange avec sa composition et quelles sont les conséquences sur le temps de vie des films liquides. Enfin, la rhéologie de surface de ces systèmes est plus simple que celle des films de savon et nous proposons une description quantitative de la formation, du drainage et de la rupture des films liquides
Foaming in oil mixtures is a common problem, for example in electric motor gearboxes. Anti-foaming agents can be used, but it is important to understand how foam forms. Pure liquids do not form foams because of the short life of liquid films, where there is no effect against attractive van der Waals interactions. However, the effect at the origin of increased lifetimes of liquid films in oil mixtures, in the absence of other known stabilizing effects, has not been explained. This thesis proposes a mechanism for this increase. We have measured the lifetime of foams in binary mixtures of varying composition and bubble size. Experiments on single bubbles formed on the surface of a liquid bath allowed us to measure the thickness of the liquid film at the time of its rupture. We demonstrate the stabilizing effect is due to differences in species concentration between the volume and the interface with air: the liquid with the lowest surface tension has a slightly higher concentration at the interface and thus acts as a surfactant. We then show how these concentration differences are related to the non-linearities of the variations of the surface tension of the mixture with its composition and what are the consequences on the lifetimes of liquid films. Finally, we show that the surface rheology of these systems is simpler than that of soap films and propose a quantitative description of the formation, drainage and breakup of liquid films

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Dupendant, Hervé. "Contribution à l'étude de quelques aspects des nouveaux oxydes supraconducteurs : mise au point d'une enceinte d'élaboration de couches minces par ablation laser ; interaction magnétisme-supraconductivité dans certains composés massifs de la famille La2CuO4." Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10042.

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Abstract:

Nous decrivons la conception d'une enceinte a vide, dotee de plusieurs equipements originaux, pour le depot in situ de couches minces d'oxydes supraconducteurs par ablation laser. Nous apportons une reponse a de nombreux problemes technologiques, comme ceux lies au recuit sous haute temperature en atmosphere fortement oxydante (plasma micro-onde multipolaire). L'emploi de 2 lasers, yag (3 frequences) et excimere, pour la pulverisation de cibles de y#1ba#2cu#3o#6#+#x, met en evidence l'influence de la longueur d'onde sur la presence de gouttelettes liquides dans le panache d'ablation, et le caractere nefaste de l'infrarouge. Une spectroscopie de leur vitesse montre la possibilite de les eliminer definitivement, via un filtre mecanique. Par la realisation d'une etude systematique, nous evoluons progressivement de la realisation ex situ d'echantillons, textures monophases et polycristallins, au depot in situ de couches, sur substrats srtio#3 et mgo. Sans artifices, nous obtenons a 248 nm (krf*) des films libres a 99. 5% de leur surface de tout nodule. Finalement, nous parvenons a un protocole d'elaboration d'echantillons, dont les qualites structurales et supraconductrices ouvrent la porte a la croissance future de multicouches. Le deuxieme volet de ce travail porte sur la comparaison du comportement de ceramiques massives supraconductrices parentes, la#2cuo#4#+#y et la#2cu(o-f)#4#+#y. La premiere presente en sus un ordre magnetique en dessous de t#n=250 k, provenant vraisemblablement d'une coexistence de deux phases dans le meme echantillon. Nous decrivons le comportement de sa temperature supraconductrice sous pression, qui presente un maximum vers 40 kbar, selon le modele de cyrot. Celui-ci invoque l'augmentation de trous dans le systeme. Cependant, la disparition correlee de l'antiferromagnetisme ouvre l'alternative a une simple influence de t#n sur la supraconductivite

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Gelin, Simon. "Dépôt de films d'oxyde de silicium par vaporisation sous vide : dynamique moléculaire et expériences." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1117/document.

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Abstract:

Les films de silice dont sont constitués les traitements antireflets des verres de lunettes sont déposés par vaporisation au canon à électrons, à température ambiante. Ils sont le siège de fortes contraintes résiduelles compressives qui diminuent considérablement leur stabilité mécanique. Ces contraintes sont difficiles à contrôler parce que les paramètres process qui les affectent sont très nombreux: propriétés du substrat, du gaz résiduel, caractéristiques de l’enceinte et du canon à électrons, vitesse de croissance,… Ils ne sont par ailleurs pas tous indépendants et agissent souvent sur plusieurs phénomènes physiques à la fois. Dans cette thèse, nous mettons en œuvre des simulations numériques et des expériences pour identifier les mécanismes à l’origine de la mise en compression des films de silice pendant leur croissance. Les expériences nous permettent de distinguer trois régimes de croissance, en fonction de la pression de gaz résiduel. Sous vide très poussé, où le gaz a un rôle négligeable, les films croissent en compression. Ensuite, à mesure que la pression augmente, l’incorporation d’espèces issues du gaz dans les films les comprime légèrement. Enfin, lorsque la pression augmente encore, le ralentissement des particules vaporisées par le gaz diminue fortement le niveau de compression et masque l’effet d’incorporation. Les dépôts de silice par dynamique moléculaire nous permettent d’explorer la limite de vide idéal. Grâce à une étude paramétrique systématique, nous trouvons que la mise en compression des films est exclusivement contrôlée par l’énergie cinétique moyenne des particules incidentes. En outre, les valeurs expérimentales ne peuvent être retrouvées qu’avec une énergie de quelques eV, au moins dix fois plus grande que toutes les prédictions formulées dans la littérature sur le dépôt. Ce résultat inattendu nous conduit à réfuter l’idée que la vaporisation au canon à électrons procéderait par simple échauffement thermique. Nous le confirmons en déposant expérimentalement des films à partir de monoxyde de silicium, évaporé thermiquement ou vaporisé au canon à électrons: les premiers croissent en tension, les seconds en compression. Finalement, pour expliquer les quelques eV prédits, nous proposons que sous irradiation électronique, une concentration de charges se forme à la surface de la silice en raison de sa très faible conductivité électrique. Les particules vaporisées qui sont chargées sont alors accélérées par répulsion Coulombienne
Silica thin films are widely used as low index layers in antireflective coatings. In the ophthalmic industry, they are deposited at ambient temperature, by electron beam vaporization. This process generates large compressive stresses which make the coatings susceptible to damage. It is thus crucial to understand how these stresses emerge. However, this problem is highly complex because many process parameters may play a role: substrate and residual gas properties, characteristics of the deposition chamber, of the electron gun, growth rate,… Moreover, these parameters may depend on each other and affect several phenomena at the same time. In this thesis, numerical simulations and experiments are performed in order to identifiy the mechanisms responsible for the generation of compressive stresses during film growth. The experiments reveal three regimes of growth, depending on the residual gas pressure. Near ultra high vacuum, where the effect of residual gas is negligible, films grow under compression. Then, as pressure increases, incorporation of gas species in the films slightly compresses them. Eventually, when pressure is high enough so that vaporized particles are slowed down by collisions with gas particles, the level of compression significantly decreases; this rapidly masks the incorporation effect. Molecular dynamics simulations allow us to explore the ideal vacuum limit. By depositing silica films in a vast ensemble of conditions, we find that their compressive state of stress is solely controlled by the mean kinetic energy of incident particles. Comparison with experiments suggests that this energy is equal to a few eV, which is at least ten times greater than predictions from the literature on deposition. This unexpected result leads us to refute the idea that electron beam vaporization would be equivalent to simple themal heating. We confirm this experimentally, by comparing films deposited from silicon monoxide either thermally evaporated or vaporized using an electron beam: the formers grow under tension while the latters under compression. Finally, we explain the ejection of particles of a few eV as coming from the very low electrical conductivity of silica: under electronic irradiation, charges accumulate at its surface and accelerate the charged vaporized particles by Coulombian repulsions

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Scheid, Benoît. "Evolution and stability of falling liquid films with thermocapillary effects." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2004. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/211185.

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Abstract:

This thesis deals with the dynamics of a thin liquid film falling down a heated plate. The heating yields surface tension gradients that induce thermocapillary stresses on the free surface, thus affecting the stability and the evolution of the film. Accounting for the coherence of the flow due to viscosity, two main approaches that reduce the dimensionality of the original problem are usually considered depending on the flow rate (as measured by the Reynolds number): the `long wave' asymptotic expansion for small Reynolds numbers and the `integral boundary layer' approximation for moderate Reynolds numbers. The former suffers from singularities and the latter from incorrectness of the instability threshold for the occurrence of hydrodynamic waves. Thus, the aim of this thesis is twofold: in a first part, we define quantitatively the validity of the `long wave' evolution equation (Benney equation) for the film thickness h including the thermocapillary effect; and in a second part, we improve the `integral boundary layer' approach by combining a gradient expansion to a weighted residual method.

In the first part, we further investigate the Benney equation in its validity domain in the case of periodically inhomogeneous heating in the streamwise direction. It induces steady-state deformations of the free surface with increased transfer rate in regions where the film is thinner, and also in average. The inhomogeneities of the heating also modify the nature of travelling wave solutions at moderate temperature gradients and allows for suppressing wave motion at larger ones.

Moreover, large temperature gradients (for instance positive ones) in the streamwise direction produce large local film thickening that may in turn become unstable with respect to transverse disturbances such that the flow may organize in rivulet-like structures. The mechanism of such instability is elucidated via an energy analysis. The main features of the rivulet pattern are described experimentally and recovered by direct numerical simulations.

In the second part, various models are obtained, which are valid for larger Reynolds numbers than the Benney equation and account for second-order viscous and inertial effects. We then elaborate a strategy to select the optimal model in terms of linear stability properties and existence of nonlinear solutions (solitary waves), for the widest possible range of parameters. This model -- called reduced model -- is a system of three coupled evolution equations for the local film thickness h, the local flow rate q and the surface temperature Ts. Solutions of this model indicate that the interaction of the hydrodynamic and thermocapillary modes is non-trivial, especially in the region of large-amplitude solitary waves.

Finally, the three-dimensional evolution of the solutions of the reduced model in the presence of periodic forcing and noise compares favourably with available experimental data in isothermal conditions and with direct numerical simulations in non-isothermal conditions.

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Cette thèse analyse la dynamique d'un film mince s'écoulant le long d'une paroi chauffée. Le chauffage crée des gradients de tension superficielle qui induisent des tensions thermocapillaires à la surface libre, altérant ainsi la stabilité et l'évolution du film. Grâce à la cohérence de l'écoulement assurée par la viscosité, deux approches permettant de réduire la dimensionnalité du problème original sont habituellement considérées suivant le débit (mesuré par le nombre de Reynolds): l'approximation asymptotique dite `longues ondes' pour les faibles nombres de Reynolds et l'approximation `intégrale couche limite' pour les nombres de Reynolds modérés. Cependant, la première approximation souffre de singularités et la dernière de prédictions imprécises du seuil de stabilité des ondes hydrodynamiques à la surface du film. Le but de cette thèse est donc double: dans une première partie, il s'agit de déterminer, de manière quantitative, la validité de l'équation d'évolution `longues ondes' (ou équation de Benney) pour l'épaisseur du film h, en y incluant l'effet thermocapillaire; et dans une seconde partie, il s'agit d'améliorer l'approche `intégrale couche limite' en combinant un développement en gradients avec une méthode aux résidus pondérés.

Dans la première partie, nous étudions l'équation de Benney, dans son domaine de validité, dans le cas d'un chauffage inhomogène et périodique dans la direction de l'écoulement. Cela induit des déformations permanentes de la surface libre avec un accroissement du transfert de chaleur dans les régions où le film est plus mince, mais aussi en moyenne. Un chauffage inhomogène modifie également la nature des solutions d'ondes progressives pour des gradients de températures modérés et conduit même à leur suppression pour des gradients de températures plus importants. De plus, ceux-ci, lorsqu'ils sont par exemple positifs le long de l'écoulement, produisent des épaississements localisés du film qui peuvent à leur tour devenir instables par rapport à des perturbations suivant la direction transverse à l'écoulement. Ce dernier s'organise alors sous forme d'une structure en rivulets. Le mécanisme de cette instabilité est élucidé via une analyse énergétique des perturbations. Les principales caractéristiques des structures en rivulets sont décrites expérimentalement et retrouvées par l'intermédiaire de simulations numériques.

Dans la seconde partie, nous dérivons une famille de modèles valables pour des nombres de Reynolds plus grands que l'équation de Benney, qui prennent en compte les effets visqueux et inertiels du second ordre. Nous élaborons ensuite une stratégie pour sélectionner le modèle optimal en fonction de ses propriétés de stabilité linéaire et de l'existence de solutions non-linéaires (ondes solitaires), et ce pour la gamme de paramètres la plus large possible. Ce modèle -- appelé modèle réduit -- est un système de trois équations d'évolution couplées pour l'épaisseur locale de film h, le débit local q et la température de surface Ts. Les solutions de ce modèle indiquent que l'interaction des modes hydrodynamiques et thermocapillaires n'est pas triviale, spécialement dans le domaine des ondes solitaires de grande amplitude. Finalement, l'évolution tri-dimensionnelle des solutions du modèle réduit en présence d'un forçage périodique ou d'un bruit se compare favorablement aux données expérimentales disponibles en conditions isothermes, ainsi qu'aux simulations numériques directes en conditions non-isothermes

Doctorat en sciences appliquées
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Leroy, Samuel. "Les forces de surface dynamiques pour l'investigation mécanique des surfaces molles." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00610528.

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Abstract:

Ce travail étudie comment la mesure des forces hydrodynamiques exercées par un liquide confiné entre une sphère et une surface d'intérêt permet de sonder à distance et sans contact les propriétés mécaniques de cette surface. Nous présentons tout d'abord le principe de cette technique originale de sonde fluide et la machine à forces de surface dynamique que nous utilisons pour mettre en oeuvre ces expériences de nano-rhéologie. Puis nous nous intéressons à deux applications que nous avons plus particulièrement étudiées. D'une part, l'étude des propriétés de friction des bicouches lipidiques. Nous mettons en évidence une très faible friction mesurée sur certaines bicouches fluides et son potentiel rôle pour la bio-lubrification. D'autre part l'étude des propriétés élastiques de couche mince d'élastomère. Nous développons pour cela une théorie de l'élasto-hydrodynamique à géométrie sphère-plan en mode dynamique et présentons des résultats expérimentaux en très bon accord. Nous sommes capables de mesurer le module d'Young de films mince de PDMS d'épaisseur allant jusqu'à 600~nm. Enfin, nous présentons les développements instrumentaux réalisés pour optimiser les performances de la machine à forces de surfaces comme sonde fluide.

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Odarchenko, Yaroslav. "Tailoring the mesoscopic structure and orientation of semicrystalline and liquid-crystalline polymers : from 1D- to 2D-confinement." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01062091.

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Abstract:

Controlling the micro-structure of organic materials is crucial for a variety of practical applications such as photonics, biomedicine or the rapidly growing field of organic electronics. Recent studies have shown a possibility of tailoring the polymer structure on the nanoscale using supramolecular self-assembly under spatial confinement. Despite extensive studies already performed in this field, many questions remain open. In particular, it will be important to understand how different structure formation processes such as crystallization, LC-phase formation, microphase separation, and others occur under confinement. In the present work, we address the effect of 1D- and 2D-confinement on the structure formation for a variety of systems including segmented poly(ether-ester-amide) (PEEA) copolymers, main-chain liquid-crystalline (LC) polymers belonging to the family of poly(di-n-alkylsiloxane)s and liquid-crystalline/semicrystalline block copolymers formed through complexation of poly (2-vinylpyridine-b-ethylene oxide) (P2VP-PEO) with a wedge-shaped ligand, 4'-(3'',4'',5''-tris(octyloxy) benzamido) propanoic acid. In order to reveal the morphological diversity of the studied systems under confinement, the work was carried out on bulk materials and on thin films employing a battery of experimental methods. The main experimental techniques operational in direct and reciprocal space applied in my work are described in chapter 2. [...]

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Lhuissier, Henri. "Nappes, trous, ligaments et gouttes." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00600229.

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Ce manuscrit aborde le problème de l'atomisation des films liquides à travers diverses expériences portant sur leur formation, déstabilisation et fragmentation. Une première partie identifie et décrit deux mécanismes de désintégration à l'œuvre lors de la rétractation d'un film de savon. Lorsque le film se détache sur une frontière, le bord de Plateau est entrainé et son accélération explique la déstabilisation. Lorsque le perçage a lieu au centre, le battement du film résultant de l'interaction avec l'atmosphère au repos conduit à sa fragmentation. Une second étude explique le plissement singulier de certaines cloches liquides par un ressaut hydraulique à interfaces libres assurant la transition d'un écoulement super-critique vis-à-vis des ondes capillaires à un écoulement sub-critique. La courbure marquée associée à cette transition impose au liquide une accélération centripète susceptible de déstabiliser la cloche en aval. La formation des embruns par l'intermédiaire de l'éclatement des bulles de surface est abordée dans une troisième partie. La géométrie des bulles, le mécanisme de drainage de leurs films et les événements de perçage sont étudiés afin de rendre compte de l'épaisseur de la bulle au début de l'éclatement. La dynamique ultérieure de fragmentation est détaillée conduisant à une caractérisation du spray produit. Une dernière partie étudie l'atomisation effervescente sur une expérience modèle : une nappe liquide plane ensemencée en fines bulles d'air favorisant la nucléation de trous. Sur la base de mesures des taux de nucléation et croissance des trous, un modèle statistique du réseau de ligaments liquides formés par la réunion des bourrelets ceinturant les trous permet un description du spray issu de la fragmentation du réseau.

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MASSON, MICHELE. "Etude par spectrometrie raman de films tres minces et d'interfaces." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066405.

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Abstract:

Un montage par excitation des plasmons de surface est mis au point pour etudier les interfaces et les couches minces. Cette technique est appliquee a l'etude des films solides deposes par la methode langmuir blodgett et a l'etude de l'interface liquide/solide

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Van, Effenterre Damien. "Instabilités d'un film mince de nématique." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066476.

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Lavalle, Gianluca. "Modélisation d'un film liquide cisaillé par un écoulement de gaz par une approche intégrale." Thesis, Toulouse, ISAE, 2014. http://www.theses.fr/2014ESAE0051/document.

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Dans de nombreuses applications aérospatiales, on peut trouver des films liquides cisaillés, c'est-à-dire une fine couche liquide qui ruisselle sur une paroi entrainée par le gaz. Par exemple, une couche de liquide peut se développer sur la voilure des avions, givrer et dégrader les performances. Des vagues peuvent se développer à l'interface liquide-gaz, et l'analyse correcte de ces instabilités devient très importante pour modéliser ce phénomène physique. En effet, la présence d'instabilités modifie les échanges liquide-gaz, notamment les transferts de masse et chaleur. Le but de cette thèse est de développer une technique permettant de coupler la phase gazeuse afin de reproduire les interactions à l'interface. La couche de liquide étant beaucoup plus mince que celle du gaz, une approche intégrale sur l'épaisseur est utilisée pour la modélisation. Enfin, deux cas d'un écoulement diphasique se développant dans une conduite confinée et dans une conduite plus large sont étudiés. les résultats sont ensuite comparés à des autres méthodes de référence, plus coûteuses en temps de calcul
In many aerospace applications one can find liquid films sheared by a gas flow. In example, these liquid sheets can develop on aircraft wings, freeze and then destroy the aerodynamics performances. Waves can develop at the liquid-gas interface, and the correct analysis of such instabilities becomes very important to model this physical phenomenon. Indeed, instabilities mdify liquid-gas exchanges, such as mass and heat transfers. The aim of the present work consists in developing a technique to couple the liquid phase to the gas phase in order to reproduce the interactions at the interface. Since the liquid layer is much thinner then the gas, anintegral approach is used for modeling. Finally, two cases of a two-phase flow developing in a strictly confined channel and in a large channel are studied. Results are then compared to other reference methods which are more expensive in terms of computational cost

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Tournier-Colletta, Cédric. "Etude par spectroscopies d'électrons d'interfaces métalliques et semiconductrices." Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10109/document.

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Abstract:

Cette thèse présente une étude des propriétés électroniques de systèmes de basse dimension à base de métaux et de semiconducteurs. La première partie de l'étude traite le confinement de l'état de Shockley dans des nanostructures tridimensionnelles d'Ag(111), par des mesures STM/STS à très basse température (5 K). Nous avons d'abord analysé en détail la structure en énergie et la distribution spatiale des modes confinés. Nous avons ensuite mis à profit la nature discrète du spectre en énergie pour étudier le temps de vie des quasiparticules. Un comportement typique de liquide de Fermi est mis en évidence, et nous montrons que le mécanisme de diffusion dominant est associé au couplage électron-phonon. La contribution extrinsèque provenant du confinement partiel de l'onde électronique a également été obtenue. Une loi d'échelle est observée avec la taille des nanostructures, ce qui permet d'extraire un coefficient de réflexion plus important que dans de simples ilôts monoatomiques. La seconde partie de l'étude est consacrée aux couches ultra-minces semiconductrices obtenues par dépôts d'alcalins (K, Rb, Cs) sur la surface Si(111):B-[racine]3. Ce travail résout la controverse concernant la nature de l'état fondamental de ce système, et notamment l'origine de la reconstruction 2[racine]3 obtenue à la saturation du taux de couverture. La compréhension en amont de la structure cristallographique permet d'élucider les propriétés électroniques. Nous montrons qu'une approche à un électron, conduisant à un isolant de bandes, décrit le système de manière convaincante, malgré l'indication de forts effets polaroniques. Ce résultat est le fruit d'une étude approfondie combinant des techniques diverses et complémentaires (LEED, ARPES, XPS, STM/STS et calcul DFT)
This thesis is devoted to the electronic properties of low-dimensional systems based on metal and semiconducting materials. The first part deals with the Shockley state confinement in Ag(111) nanostructures, by means of very-low temperature (5 K) STM/STS measurements. We study the electronic structure and spatial distribution of the confined modes. Then the discrete nature of the electronic spectrum allows one to yield the quasiparticule lifetime. A Fermi-liquid behaviour is evidenced and we show that the dominant decay mechanism is attributed to the electron-phonon coupling. The extrinsic contribution arising from the partial confinement of the electronic wave is obtained as well. A scaling law with the nanostructure width is demonstrated, from which we deduce a higher reflection amplitude than in monoatomic islands. In the second part of the thesis, we study semiconducting ultra-thin films produced by alkali (K, Rb, Cs) deposition on the Si(111):B-[root of]3 surface. This work solves the controversy concerning the ground state of this system, and especially the nature of the 2[root of]3 surface recontruction obtained at saturation coverage. Prior understanding of the crystallographic structure allows to elucidate the electronic properties. We show that a one-electron picture, leading to a band insulator scenario, gives a good description of the system, in spite of strong polaronic effects. This conclusion results from an in-depth, combined study of complementary techniques (LEED, ARPES, XPS, STM/STS and DFT calculations)

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Manin, Murielle. "Croissance de films minces de MgO par CVD et injection liquide : élaboration et modélisation." Grenoble INPG, 2005. http://www.theses.fr/2005INPG0101.

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Abstract:

Les couches minces d'oxyde de magnésium sont intégrées dans différents secteurs industriels comme la microélectronique ou les écrans à plasma. Pour ces applications, il est nécessaire de pouvoir les déposer sur des grandes surfaces, tout limitant en les coûts, par exemple en travaillant à "haute pression" et avec de fortes vitesses de croissance. Sur la base de ces contraintes technologiques, une technique de dépôt chimique à partir d'une phase gazeuse (Chemical Vapor Deposition) particulière mettant en jeu l'injection liquide, a été mise en œuvre pour la croissance de couches minces de MgO. La stratégie de recherche nécessite une approche pluridisciplinaire incluant l'élaboration et la caractérisation des films ainsi que la modélisation des phénomènes de transferts réactifs et simultanés. Des films denses ont été élaborés avec de fortes vitesses de croissance à haute pression (5. 103 à 1. 105 Pa). Cette élaboration a été optimisée grâce à une étude paramétrique. Les caractérisations microstructurales (MEB, MET, RX) ont montré qu'il était possible de contrôler l'orientation cristalline via la vitesse de croissance. Les caractérisations analytiques (XPS, RBS) ont permis d'évaluer la contamination en carbone et la stœchiométrie des couches. Un modèle de réactivité comprenant 3 étapes concurrentes a été proposé sur la base des résultats paramétriques expérimentaux. Il a été ensuite été couplé au modèle thermo-hydraulique. Bien que son caractère prédictif soit limité au domaine expérimental étudié, il a permis : de décrire de façon quantitative l'influence des différents phénomènes intervenant lors du dépôt
Magnesium oxide thin films are used in several manufacturing process like microelectronics or plasma display panels. For these applications, thin films must be deposited on large areas with low cost production. Direct Liquid MOCVD allows the growth at high pressure with high growth rates. The process has been developed for magnesia thin film deposition. The research strategy is supported by a cross-disciplinary approach involving processing and characterization of the films and modeling and simulation of simultaneous heat and mass transfer. Dense films have been processed with high growth rates at high pressure (5. 103 to 1. 105 Pa). The optimization of the process was first made by a parametric study. Microstructural characterizations (SEM, TEM, XRD) showed that the crystalline orientation is controlled by the growth rate. Analytical characterizations (XPS, RBS) allowed the evaluation of carbon contamination and of the stoichiometry of the layers. Numerical simulation of fluid mechanics and heat transfer within the reactor allowed the characterization and evaluation of the working of a complex gas injector. Chemical pathways including 3 competitive steps have been proposed. Then, this approach was coupled with the previous non-reactive model. Whereas the predictive character is limited to studied experimental range, it allowed the quantitative description of the different phenomena leading to deposition. This tool could contribute to the design of a new generation of reactor

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Boutounet, Marc. "Modèles asymptotiques pour la dynamique d'un film liquide mince." Phd thesis, Ecole nationale superieure de l'aeronautique et de l'espace, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00777981.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous proposons de décrire la dynamique d'un film liquide mince entraîné par un écoulement gazeux. Dans une première partie, nous montrons comment écrire des modèles à une équation, sur la hauteur, ou à deux équations, sur la hauteur et le débit, à partir des équations de Navier-Stokes en utilisant la méthode des développements asymptotiques. Nous étudions alors les propriétés des systèmes ainsi obtenus. Dans la deuxième partie, nous utilisons la même méthode pour étendre les modèles aux cas des écoulements sur une topographie quelconque mais aussi aux écoulements bi-couches à surface libre et les écoulements de deux fluides entre deux plaques. La dernière partie consiste en une étude numérique d'un écoulement cisaillé à l'aide du code SLOSH et d'une application d'un des modèles trouvé dans le cas de deux fluides superposés à surfaces libres.

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Dissertations / Theses on the topic 'Films liquides minces'

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