Migration vers les hautes tensions de surface de bulles et de gouttes, applications à la microfluidique digitale

L'objectif de ce travail est double, dans un premier temps il s'agit de proposer une étude de la migration de bulles ou de gouttes placées dans une cellule de Hele Shaw d'épaisseur micrométrique et soumises à un gradient de température constant. Ce phénomène de migration trouve son origine dans l'effet de Marangoni, c'est-à-dire l'apparition de contraintes tangentielles aux interfaces induites par la variation locale de la tension de surface. On observe dans notre cas une migration vers les hautes tensions de surface des éléments déplacés, ce qui est un comportement inédit aux vues des expériences similaires menées à des échelles supérieures rapportées dans la littérature depuis les cinquantes dernières années.

L'autre aspect de ce travail, permis par la modélisation de ce mécanisme de migration, est l'exploitation de ce phénomène comme moteur d'écoulement pour la fabrication d'actionneurs en microfluidique digitale. Outre la composante déplacement, deux applications sont présentées : un système d'aiguillage et un système pour la capture de bulles ou de gouttes. Nous présentons également deux autres perspectives d'applications qui soulignent le potentiel de cette méthode dans le contexte des actionneurs microfluidiques.