La microfluidique, la voie royale pour la génération de gouttes calibrées à condition de bien maîtriser les phénomènes de mouillage

2020

Depuis une vingtaine d’années, on observe une montée en puissance de la miniaturisation des procédés en raison d’un gain notable en termes de qualité, de coût et de sécurité. Pour meilleur exemple, nous pouvons citer, dans le domaine de la fabrication d’émulsions, le remplacement de la cuve agitée conventionnelle par des appareils microfluidiques. La micro-structuration interne de ce type de matériels constituée de canaux dont la taille varie entre quelques dizaines et quelques centaines de microns permet la génération de gouttes à propriétés totalement contrôlées, notamment en ce qui concerne leur taille et leur distribution de tailles qui est très étroite.

En y regardant de plus près, l’obtention de cette situation idéale d’élaboration de gouttes parfaites ne s’avère pas toujours triviale à atteindre et des gouttes de tailles variables peuvent être formées lorsque la phase dispersée vient mouiller la paroi en verre.

Dans le cadre de la thèse de Jiupeng DU, 

l’équipe Prométhée a ainsi réalisé une étude approfondie des différents régimes hydrodynamiques obtenus au sein d’une micropuce commerciale Dolomite de type Flow-Focusing. 

Ce travail publié en 2020 dans Chemical Engineering Research and Design a fait l’illustration de la première page de couverture.


"Generation of an O/W emulsion in a flow-focusing microchip: Importance of wetting conditions and of dynamic interfacial tension" / Jiupeng Du, Nelson Ibaseta, Pierrette Guichardon  https://doi.org/10.1016/j.cherd.2020.04.012

Il a ainsi été dressée la carte des principaux régimes hydrodynamiques rencontrés lors de la réalisation d’une émulsion huile dans l’eau. L’importance des paramètres comme la tension interfaciale et l’angle de contact a été étudiée en détails en vue de rationaliser les résultats et identifier des voies d’amélioration possibles comme l’ajout d’un tensio-actif.