– Effet de la convection naturelle sur la dispersion d’un soluté dans un canal microfluidique –
Nous avons étudié le rôle de la convection naturelle solutale sur le mélange par diffusion de solutions de concentrations différentes dans un canal dont les dimensions transverses, 5-500 µm, sont pertinentes pour les applications microfluidiques. La poussée d’Archimède induit un courant gravitaire dans le microcanal qui se couple à la diffusion du soluté et impacte le mélange. A partir de simulations numériques 2D, 3D, mais aussi de modèles asymptotiques, nous avons décrit le mélange par une succession de régimes dépendant d’un seul nombre adimensionnel, le nombre de Rayleigh qui compare l’advection induite par la poussée d’Archimède à la diffusion du soluté. Notre travail permet non seulement de délimiter les régimes pour lesquels la convection naturelle ne peut pas être négligée, mais aussi de décrire quantitativement les écoulements gravitaires aux échelles microfluidiques.
Role of solutal free convection on interdiffusion in a horizontal microfluidic channel J.-B. Salmon, L. Soucasse, F. Doumenc Physical Review Fluids, vol.6, 03450, 2021 https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.6.034501