Soutenance de thèse de Ayoub RAHALI

La microfluidique, fondée sur la manipulation de fluides à l'échelle micrométrique, s'est imposée comme un outil stratégique pour les applications en géosciences, notamment pour l'étude des écoulements multiphasiques en milieux poreux. Cependant, le succès de ces dispositifs repose sur la maîtrise d'une propriété de surface déterminante : la mouillabilité. Pour les applications en géosciences, cette problématique est particulièrement critique, car les systèmes poreux naturels présentent des hétérogénéités de surface qui régissent les phénomènes de déplacement et de piégeage de fluides. L'un des principaux défis consiste donc à contrôler la mouillabilité au niveau des surfaces et le long des parois internes des puces microfluidiques, afin de reproduire fidèlement ces hétérogénéités structurales. C'est dans ce contexte que le silicium noir (BSi), matériau micro-nanostructuré par gravure plasma, émerge comme solution novatrice. Dans ce travail, nous présentons une nouvelle approche sur la formation de BSi sur la surface et les parois verticales du canal microfluidique à l'aide d'un procédé de gravure cryogénique, une caractéristique jusqu'alors non explorée qui rapproche considérablement les dispositifs micro fluidiques de la complexité des roches réelles. Cette méthode crée des surfaces très rugueuses avec la possibilité d'ajuster la mouillabilité et qui ouvre également de nouvelles perspectives pour approfondir la compréhension à l'échelle des pores des écoulements multiphasiques, des transferts de masse et de la dynamique de piégeage pour l'étude des processus de la séquestration et le stockage du CO2 dans les souterrains.