Thèse Films Minces Bulles et Mousses Sous Vide H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Côte d'Azur École doctorale : SFA - Sciences Fondamentales et Appliquées Laboratoire de recherche : INPHYNI - Institut de Physique de Nice Direction de la thèse : Christophe RAUFASTE ORCID 0000000343287438 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-04-24T23:59:59 Contexte général - Les films liquides minces, les bulles et les mousses constituent des systèmes modèles pour la physique interfaciale et la dynamique de la matière molle. Leur stabilité résulte d'un équilibre subtil entre drainage, pression de disjonction, contraintes de Marangoni et évaporation. Dans un environnement sous vide, on s'attend à ce que cet équilibre soit profondément perturbé. Pourtant, les films minces et les bulles peuvent présenter une stabilité surprenante à basse pression, comme on peut le constater lors du dégazage d'une solution à l'aide d'une pompe à vide. Les procédés de séchage sous vide, largement utilisés dans l'agroalimentaire et la science des matériaux, génèrent également des bulles et des mousses persistantes. Des expériences préliminaires menées à l'INPHYNI montrent que les films de savon peuvent persister plusieurs minutes à des pressions aussi basses que 0.1 mbar - une observation qui remet en question les théories existantes sur l'évaporation et le drainage des films minces et des bulles.

Objectifs - Ce projet de doctorat vise à étudier systématiquement les mécanismes régissant la stabilité des films minces et des mousses sous vide, en combinant innovation expérimentale et modélisation théorique afin de comprendre la physique de la stabilité des films minces à basse pression. Les expériences seront menées dans une chambre à vide conçue sur mesure (pouvant aller de 1000 à 0.001 mbar) équipée d'un accès optique. L'épaisseur et la dynamique du film seront suivies par interférométrie en lumière blanche. Les objectifs de ce projet sont (i) de quantifier la dépendance de la durée de vie du film par rapport à la pression ambiante, à la viscosité du liquide et à la composition du tensioactif, (ii) d'identifier les principaux mécanismes d'instabilité (amincissement par évaporation, convection de Marangoni, drainage ou rupture par pression de disjonction) et (iii) de construire et valider un modèle couplé de lubrification-évaporation permettant de prédire l'évolution et la rupture du film sous vide.

Environnement de travail - L'étudiant intégrera l'équipe Fluides Complexes de l'INPHYNI. Le laboratoire bénéficie d'une expertise de pointe en matière molle et en diagnostic optique, notamment en interférométrie et en imagerie à haute vitesse. Il est équipé de salles blanches pour la micro-fabrication et de systèmes sous vide, offrant ainsi un environnement idéal pour cette thèse. L'Institut de Physique de Nice (INPHYNI) est une unité mixte UniCA CNRS située sur le campus Plaine du Var. L'équipe Fluides Complexes possède une expertise reconnue dans le domaine d'études des films de savon (drainage de films, impacts sur des films, dynamique de mousse ou de bords de plateaux) et de l'hydrodynamique physique (ressauts hydrauliques capillaires, nage des poissons). Le projet s'inscrit dans la continuité de l'utilisation des films de savon dans des problèmes hydrodynamiques bidimensionnels, tout en apportant cette dimension nouvelle de travailler sous vide.