Écoulement de fluides immiscibles dans un canal submillimétrique : stabilité et application à la rhéologie

Nous avons developpe une methode de mesure des proprietes rheologiques de fluides complexes sur un dispositif microfluidique. Notre principe de mesure repose sur l’ecoulement de deux fluides immiscibles que nous faisons couler parallelement l’un a l’autre. De part la tension de surface entre les deux fluides, cette forme d’ecoulement n’est pas exclusivement obtenue et il est egalement possible d’observer la formation de gouttes d’un fluide dans l’autre. Afin de predire les conditions d’obtention des ecoulements paralleles, requis pour notre application, nous avons etudie l’instabilite de Rayleigh Plateau d’un jet laminaire dans un environnement confine. Nous proposons de reduire l’etude du systeme a trois parametres : le rapport de viscosite, le confinement du jet et un nombre capillaire. Les resultats obtenus par une telle approche sont en bon accord avec les resultats experimentaux. Nous avons ensuite utilise ces ecoulements paralleles pour mesurer les courbes d’ecoulement de fluides complexes en utilisant une methode empruntee a la rheometrie capillaire. La determination des proprietes geometriques de l’ecoulement parallele entre le fluide a determiner et un fluide de reference permet de remonter a la chute de pression au sein de l’ecoulement dont le debit est connu. Les resultats obtenus dans diverses geometries nous ont permis de valider cette approche dans une plage de cisaillement comprise entre 0,1 s-1 et 5000 s-1 et une gamme de viscosite allant de 1 a 70000 mPa?s et ce, avec moins de 250 µL d’echantillon.