+ 2017 SWING – Solutions pour le déplacement contrôlé de gouttes

Objectif : réalisation d’un banc expérimental et d’un ensemble de surfaces modifiées permettant de contrôler le déplacement d’une goutte d’eau liquide selon un parcours donné.

Le contrôle du positionnement et du déplacement de gouttelettes de liquide représente un enjeu important dans des domaines comme la microfluidique ou les transports intelligents. Le projet SWING associe des chercheurs du LTDS (Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes), du LMI (Laboratoire Multimatériaux et Interfaces) et de l’ILM (Institut Lumière Matière) autour d’un objectif commun : le développement de solutions technologiques pour le contrôle du transport de gouttes de petits volumes (de l’ordre de quelques µL). Quatre types de solutions sont envisagés : dépôt d’un gradient de composition chimique sur la surface par voie sol-gel ou fonctionnalisation, réalisation de textures anisotropes avec des dimensions entre quelques microns et quelques dizaines de micron, sollicitation par vibrations mécaniques et propagation d’un champ vibratoire en surface. La première étape consiste à optimiser ces solutions indépendamment pour déterminer les protocoles assurant un déplacement prédéterminé de la goutte sur des surfaces pluricentimétriques. Dans un deuxième temps, ces méthodes seront couplées pour améliorer le contrôle sur la position et le mouvement des gouttelettes. Ces solutions seront finalement intégrées dans un démonstrateur qui servira à l’étude et à la modélisation du déplacement des gouttes dans des conditions optimales.

Les développements technologiques réalisées dans le projet SWING trouveront leurs applications dans deux domaines distincts : la microfluidique et les transports intelligents. La microfluidique, qui consiste en la formation et la manipulation de gouttelettes en régime capillaire, peut être utilisée pour le développement de dispositifs de diagnostic médical nécessitant de très petites quantités de liquides. Dans les transports, le déplacement de gouttes est particulièrement intéressant pour évacuer l’eau de rétroviseurs, de parebrises ou encore les projections sur les carrosseries. Au-delà de l’aspect esthétique, cela limite la gêne visuelle ou permet d’optimiser les dispositifs de détection de véhicules autonomes.

A plus long terme, on peut envisager des applications dans le domaine des procédés (fabrication additive, impression par jet d’encre, traitement de surfaces) et dans tous les domaines impliquant la manipulation de petites gouttes de liquide.




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