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Chimie et Physico-chimie appliquées

Microfluidique, macro avantages !

L'outil microfluidique, permettant le contrôle des écoulements à l'échelle de la centaine de microns, est à l'origine de nombreuses avancées scientifiques dans des domaines variés allant de la caractérisation à la synthèse, en passant par la sélection d'organismes ou le criblage haut débit.

Nicolas Pannacci
Benjamin Herzhaft

Nicolas Pannacci
 Direction Chimie et Physico-chimie appliquées
 nicolas.pannacci@ifpen.fr

Benjamin Herzhaft
 Direction Chimie et Physico-chimie appliquées
 benjamin.herzhaft@ifpen.fr

Apparus dans les années 80, les systèmes microfluidiques ont vu leur usage se populariser dans les années 2000 jusqu’à devenir un outil "du métier" dans beaucoup de laboratoires de physico-chimie.

En effet, la technique présente des caractéristiques très avantageuses :

  • des écoulements laminaires,
  • une grande sensibilité aux phénomènes surfaciques,
  • la possibilité de manipuler rapidement d'infimes volumes, ceci permettant, entre autres, la détermination précise de propriétés physico-chimiques,
  • le contrôle fin de réactions chimiques
  • ou encore des synthèses parfaitement contrôlées de dispersions (émulsions, mousses).

Par ailleurs, ces dispositifs ont des dimensions communes à nombre de systèmes biologiques (cellules, micro-organismes voire protéines), plaçant la microfluidique au cœur de la révolution  lab on a chip (laboratoire sur puce).

IFPEN a développé une activité microfluidique incluant à la fois un savoir-faire et des développements originaux.

Ainsi, ses chercheurs disposent désormais d’ un laboratoire permettant de créer des microsystèmes prototypes en moins de 24 h ! Outre son utilisation pour comprendre et caractériser divers phénomènes physico-chimiques, la microfluidique est actuellement employée dans différents projets visant à  mettre en forme des solides ou à développer des expérimentations haut débit pour l’EOR ( Enhanced Oil Recovery) chimique et pour le criblage de souches de champignons destinés aux procédés de production de biocarburants de 2e génération.

Dans le contexte particulier de l'EOR, la microfluidique permet par exemple  d’accéder expérimentalement à une échelle adéquate pour comprendre les écoulements complexes dans les roches, comme dans le cas d’injection de mousse. Un micro-système permet alors de couvrir simultanément, dans des conditions physico-chimiques variables à volonté, les processus mis en jeu, à savoir  la génération d'une mousse parfaitement contrôlée et l'obtention d'informations détaillées sur son évolution et son écoulement dans des situations de confinement modèles.

Publication

  • N. Quennouz,  M. Ryba,  J.-F. Argillier,  B. Herzhaft,  Y. Peysson,  N. Pannacci, Microfluidic study of foams flow for Enhanced Oil Recovery (EOR), publication in the  journal OGST in preparation.

 

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Video: Microfluidics 2015 conference