L'ETUDE PORTE SUR LES ECOULEMENTS GAZEUX DANS LES MICROSYSTEMES A FLUIDES. DANS LA PREMIERE PARTIE SONT ANALYSEES L'ORIGINE ET LES PARTICULARITES DE CES ECOULEMENTS COMPRESSIBLES TRES CONFINES, OU LES DIAMETRES HYDRAULIQUES PEUVENT ETRE DE L'ORDRE DU MICRON. LES ENJEUX D'UNE MODELISATION ANALYTIQUE OU SEMI-ANALYTIQUE SONT EXPOSES. LA SECONDE PARTIE CONCERNE PLUS PRECISEMENT LES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES COMPRESSIBLES DANS LES MICROCANAUX. L'INFLUENCE DU DIAMETRE D'UN MICROTUBE DE SECTION CIRCULAIRE SUR LA PROPAGATION DE PERTURBATIONS DE PRESSION EN MILIEU GAZEUX EST MISE EN EVIDENCE DE MANIERE THEORIQUE. LA MODELISATION UTILISE UNE FORMULATION DE TYPE NAVIER-STOKES ASSOCIEE A DES CONDITIONS DE GLISSEMENT DE MAXWELL-SMOLUCHOWSKI D'ORDRE UN A TROIS. LES RESULTATS PRESENTES SONT RELATIFS AUX FLUCTUATIONS DE PRESSION ET DE TEMPERATURE DANS UNE SECTION DONNEE, PUIS A LA REPONSE FREQUENTIELLE DU MICROTUBE EN FONCTION DU NOMBRE DE KNUDSEN. IL APPARAIT NOTAMMENT QUE DANS LE REGIME DIT DE SLIP-FLOW, LA NON PRISE EN COMPTE DU GLISSEMENT A LA PAROI CONDUIT A SOUS-ESTIMER LA BANDE PASSANTE DE LA LIGNE PNEUMATIQUE. DES EXTENSIONS DU MODELE, QUI CONCERNENT L'ASSOCIATION EN SERIE DE PLUSIEURS MICROCANAUX AINSI QUE DES MICROCANAUX DE SECTION LENTEMENT VARIABLE, SONT PROPOSEES. DANS UNE TROISIEME PARTIE EST ABORDEE LA MODELISATION DES ECOULEMENTS COMPRESSIBLES NON ETABLIS DANS DES CONDUITS COURTS, DONT LES DIAMETRES HYDRAULIQUES SONT DE L'ORDRE DE LA CENTAINE DE MICRONS. CE TYPE DE CONDUIT SE RENCONTRE AU SEIN DE CERTAINS MICROSYSTEMES DE TAILLE RELATIVEMENT IMPORTANTE, ET EGALEMENT AU NIVEAU DES CONNEXIONS ENTRE CEUX-CI ET LE MILIEU EXTERIEUR. UNE MODELISATION ANALYTIQUE EST PROPOSEE POUR DIVERS REGIMES D'ECOULEMENT PERMANENT. ELLE TIENT COMPTE DE LA CONTRACTION DE L'ECOULEMENT A L'ENTREE DU CONDUIT, DONT L'IMPORTANCE EST FONCTION DE LA COMPRESSIBILITE. LA CONFRONTATION AVEC DES MESURES EFFECTUEES SUR UN BANC D'ESSAI SPECIFIQUE MONTRENT UNE BONNE CORRELATION, TANT QUE LE REGIME RESTE TURBULENT.

CETTE ETUDE CONCERNE LES ECOULEMENTS COMPRESSIBLES DE GAZ DANS LES MICROCANAUX. POUR DES PRESSIONS ET TEMPERATURES USUELLES, LE NOMBRE DE KNUDSEN EST COMPRIS ENTRE 0.001 ET 0.1. L'ECOULEMENT EST DE TYPE GLISSANT ET PEUT ETRE MODELISE PAR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES ASSOCIEES A DES CONDITIONS DE VITESSE DE GLISSEMENT ET DE SAUT DE TEMPERATURE A LA PAROI, GENERALEMENT EXPRIMEES PAR LES EQUATIONS DU PREMIER ORDRE DE MAXWELL-SMOLUCHOWSKI. DANS UNE PREMIERE PARTIE, UNE ANALYSE DE L'ETAT DE L'ART SUR LES MICROSYSTEMES A FLUIDES ET SUR L'ETABLISSEMENT DES CONDITIONS AUX LIMITES EST PRESENTEE. DANS LA SECONDE PARTIE, L'INFLUENCE DES TERMES D'ORDRE 2 DANS LES CONDITIONS AUX LIMITES EST ETUDIEE. LES DIFFERENTS MODELES FOURNIS PAR LA LITTERATURE SONT COMPARES DANS LE CAS D'UN ECOULEMENT ENTRE DEUX PLANS PARALLELES. ON PROPOSE EGALEMENT UNE MODELISATION DE L'ECOULEMENT DANS UN MICROCANAL DE SECTION RECTANGULAIRE PRENANT EN COMPTE LES TERMES D'ORDRE 2. ENFIN, LA TROISIEME PARTIE TRAITE DE LA REPONSE FREQUENTIELLE D'UN MICROCANAL DE SECTION RECTANGULAIRE : A L'AMONT D'UN MICROCANAL FERME A SON EXTREMITE AVAL, ON GENERE DES FLUCTUATIONS SINUSOIDALES DE PRESSION ET ON ANALYSE L'EVOLUTION FREQUENTIELLE DU RAPPORT DES AMPLITUDES DES SIGNAUX DE PRESSION SORTIE-ENTREE ET DE LEUR DEPHASAGE. L'ACCENT EST PORTE SUR L'INFLUENCE DES EFFETS DE RAREFACTION TRADUITS PAR LES CONDITIONS AUX LIMITES DE MAXWELL-SMOLUCHOWSKI. ON MONTRE PRINCIPALEMENT QUE LA NON PRISE EN COMPTE DU GLISSEMENT A LA PAROI CONDUIT A SOUS-ESTIMER LA BANDE PASSANTE ET A SURESTIMER LE DEPHASAGE. LE MODELE EST ETENDU A L'ASSOCIATION DE MICROCANAUX MONTES EN SERIE, EN PARALLELE ET A DES MICROCANAUX DE SECTION RECTANGULAIRE LENTEMENT VARIABLE. ON PRESENTE EGALEMENT UNE REDUCTION DE NOTRE MODELE DANS LE BUT DE DISPOSER D'OUTILS SIMPLIFIES POUR UNE APPROCHE SYSTEME. ENFIN, DES PREMIERS RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT PRESENTES. ON ETUDIE L'ECOULEMENT PULSE DE L'AIR DANS DES MICROTUBES DE 100 A 50 MICRON DE DIAMETRE. SOUS DES CONDITIONS DE PRESSION ET DE TEMPERATURE USUELLES, ON SE TROUVE A LA LIMITE DU REGIME D'ECOULEMENT GLISSANT. MAIS CES EXPERIENCES NOUS PERMETTENT DE VALIDER LE MODELE POUR DES CANAUX DE DIMENSIONS TRANSVERSALES DIX FOIS PLUS FAIBLES QUE LES DIMENSIONS MINIMALES DES MICROCANAUX TESTES EXPERIMENTALEMENT ET RAPPORTEES DANS LA LITTERATURE.

The recent development of microscale technologies makes it possible to design complex microsystems devoted to transport, dosing, mixing, analysis or even synthesis of fluids. Applications are numerous and exist in almost every industrial field, from biotechnology and healthcare to aeronautics and advanced materials manufacturing. Microfluidics is a relatively new research area, usually comprising work with microsystems and involving internal fluid flows with characteristic dimensions of the order of one micrometer (1 x 10 -6 m). This book provides engineers and researchers with a range of tools for modeling, experimenting on, and simulating these microflows, as a preliminary step in designing and optimizing fluidic microsystems. The various consequences of miniaturization on the hydrodynamics of gas, liquid or two-phase flows, as well as on associated heat transfer phenonema, are analyzed. The book is illustrated with examples that demonstrate the wide diversity of applications, and the breadth of novel uses of these fluidic microsystems.

Heat exchangers with minichannel and microchannel flow passages are becoming increasingly popular due to their ability to remove large heat fluxes under single-phase and two-phase applications. Heat Transfer and Fluid Flow in Minichannels and Microchannels methodically covers gas, liquid, and electrokinetic flows, as well as flow boiling and condensation, in minichannel and microchannel applications. Examining biomedical applications as well, the book is an ideal reference for anyone involved in the design processes of microchannel flow passages in a heat exchanger. - Each chapter is accompanied by a real-life case study - New edition of the first book that solely deals with heat and fluid flow in minichannels and microchannels - Presents findings that are directly useful to designers; researchers can use the information in developing new models or identifying research needs