Étude de la cristallisation de l'eau engendrée par une bulle de cavitation acoustique

Contexte et Objectifs

Le contrôle de la cristallisation de l'eau est d'une importance capitale pour des applications telles que comme la lyophilisation de produits pharmaceutiques.

Il a été clairement établi dans la littérature que les ultrasons ont une influence notable sur la nucléation et la croissance des cristaux de glace dans une solution sous-refroidie via le phénomène de cavitation acoustique. Cependant, l'origine microscopique du phénomène reste méconnue et doit être clarifiée pour la définition des conditions opératoires d'un procédé industriel.

L'étude de la cristallisation de l'eau en présence d'une bulle unique de cavitation s'inscrit dans le cadre d'un projet ANR[1] SONONUCLICE accepté en mai 2009. Elle se situe dans la continuité des travaux sur l'optimisation du procédé de lyophilisation de produits pharmaceutiques menés par l'équipe Transferts couplés de matière et de chaleur du laboratoire LAGEP[2] (ESCPE/UCB, Lyon), première équipe partenaire du projet.

La deuxième équipe partenaire (centre RAPSODEE[3], École des Mines d'Albi-Carmaux, Albi) travaille sur la cristallisation de solutés en présence d'ultrasons et sur la cavitation acoustique. C'est dans cette équipe que le doctorant sera intégré.

L'objectif de l'étude est de concevoir un dispositif expérimental permettant de visualiser la formation des cristaux de glace en présence d'une bulle de cavitation.

Une cellule de lévitation de bulle contenant de l'eau sous-refroidie sera donc développée à partir d'un montage déjà existant. Une fois éprouvée, cette cellule devra permettre de réaliser des expériences de cristallisation à différentes pressions acoustiques et différents niveaux de sursaturation. Les cristaux seront visualisés par une caméra rapide et un microscope longue distance. Les résultats obtenus permettront d'orienter la modélisation en validant ou invalidant les hypothèses invoquées dans la littérature.

Profil

L'intéressé(e) est un(e) ingénieur(e) ou un(e) universitaire titulaire d'un grade MASTER dans le domaine de la physique, de la mécanique ou de l'acoustique. Un profil d'expérimentateur est souhaité.

Des connaissances en imagerie et/ou ultrasons et/ou thermique expérimentale seront appréciées.

Le dossier de candidature comprendra une lettre de motivation, un CV avec le détail des expériences de recherche.

Disponibilité

Le poste est à pourvoir à Albi depuis janvier 2010.

Renseignements complémentaires

De plus amples informations peuvent être obtenues auprès de :

Agence Nationale de la Recherche

Équipes de recherche

Programmes de recherche Cristallisation à pression atmosphérique ou modérée (CPAM)

RAPSODEE[3], École des mines d'Albi

Équipe Transferts couplés de matière et de chaleur, LAGEP[2], Laboratoire d'Automatique et de Génie dEs Procédés