[ A pourvoir ] Offre de stage Master : production d’énergie par des gouttes microfluidiques électriquement chargées

production d’énergie par des gouttes microfluidiques électriquement chargées

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Date : de 3 à 5 mois au semestre de printemps/été 2023
Niveau : stage de master (1ère ou 2ème année, avec possibilité de thèse)
Encadrement : Corentin Trégouët (corentin.tregouet (arobase) espci.fr), Nicolas Bremond (nicolas.bremond (arobase) espci.fr), Annie Colin (annie.colin (arobase) espci.fr) et Daniel Bonn (d.bonn (arobase) uva.nl)
Environnement : Laboratoire Chimie Biologie Innovation à l’ESPCI-Paris et l’Institut Pierre-Gilles de Gennes pour la microfluidique (www.mie.spip.espci.fr)
Thématique : physique expérimentale, mécanique des fluides à bas Reynolds, physico-chimie de surface.

La fabrication de gouttelettes suffisamment fines pour être transportées dans l’air est un enjeu dans de nombreux domaines, en particulier pour la santé, et les sprays classiques génèrent des gouttes bien trop grosses pour un grand nombre d’applications. Pour obtenir des tailles bien définies de l’ordre du micromètre, une solution est de déstabiliser un micro-jet et d’appliquer des forces électrostatiques répulsives entre les gouttelettes.

Une grande partie des solides plongés dans l’eau présente une charge de surface. Par conséquent l’eau au contact du solide adopte une charge opposée sur une très faible épaisseur : la couche de Debye. La mise en écoulement de cette couche de Debye chargée conduit à des effets très importants comme la diffusio-osmose ou la diffusio-phorèse. Ces effets peuvent être utilisés pour la production d’énergie renouvelable (l’Énergie Bleue) grâce à des membranes échangeuses d’ions.En utilisant cette couche chargée pour former de petites gouttes, il est possible de déplacer et isolerdes charges et ainsi générer des forces répulsives, mais aussi de grandes différences de potentiel menant à la création d’arcs électriques, de manière similaire aux gouttes de Kelvin.

L’objet du stage est de mettre en place des expériences contrôlées en microfluidique pour établir clairement le mécanisme microscopique de transfert de charges menant au chargement de ces gouttes. Un des paramètres d’intérêt sera l’influence des propriétés de surface et en volume du solide au contact de l’eau. Dans un second temps, il s’agira d’évaluer expérimentalement le potentiel applicatif d’un tel procédé, pour l’énergie et/ou la santé.

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Description du stage

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Informations Pratiques

Equipe Matériaux Innovants pour l’Energie, membre du laboratoire CBI (Chimie Biologie Innovation)

Bâtiment G/E
ESPCI ParisTech
10 rue Vauquelin
75005 Paris

Directrice MIE : Pr. Annie Colin (annie.colin (arobase) espci.fr)
Gestionnaire : Isabelle Borsenberger +33 (0)1 40 79 46 35
Assistante de gestion : Hélène Dodier +33 (0)1 40 79 46 35