Structures photoniques résonantes appliquées au suivi de processus spécifiques de la matière molle : vers les mesures de sédimentation et de stabilité de produits industriels (Resonant photonic structures applied to the monitoring of specific soft matter processes: toward sedimentation and stability measurements of industrial products) Gastebois, Jordan - (2025-10-30) / Université de Rennes - Structures photoniques résonantes appliquées au suivi de processus spécifiques de la matière molle : vers les mesures de sédimentation et de stabilité de produits industriels Accéder au document :  https://ged.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversion...

Langue : Français Directeur(s) de thèse:  Bêche, Bruno; Cormerais, Hervé Discipline : Photonique Laboratoire :  IETR Ecole Doctorale : MATISSE Classification : Sciences de l'ingénieur Mots-clés : Photonique intégrée, Micro-résonateurs, Matière molle, Sédimentation, Stabilité Circuits intégrés photoniques Microcavités Matière molle (physique)

Résumé : La stabilité des produits industriels, de la formulation au stockage puis à l’utilisation, est essentielle pour garantir leur performance et leur qualité. Cette thèse explore l’usage de structures photoniques résonantes pour le suivi dynamique des processus de sédimentation et de stabilité de produits opaques ou sombres, difficiles à analyser par des dispositifs commerciaux. L’approche repose sur la fabrication de micro résonateurs en polymère UV210 avec une détection optique quasi-surfacique, intégrée à une plateforme expérimentale simplifiée et économique. Après caractérisation de structures hybrides SOI/UV210/SOI adaptées à l’étude de substances agressives pour l’organique, les capteurs SOI/UV210 ont été testés sur des dispersions colloïdales de silice dans l’eau puis dans un milieu visqueux, permettant de mesurer les vitesses de sédimentation. L’étude a été étendue à des dispersions opaques de noir de carbone, démontrant la capacité à suivre la stabilité colloïdale de substances absorbantes, en lien direct avec des problématiques industrielles (peintures, mélanges latex/silice). Enfin, ces micro résonateurs ont aussi permis de suivre des phénomènes dynamiques de séchage et de stratification dans des produits laitiers. Abstract : The stability of industrial products, from formulation through storage to usage, is essential to ensure their performance and quality. This thesis explores the use of resonant photonic structures for the dynamic monitoring of sedimentation and stability processes in opaque or dark products, which are difficult to analyse using commercial devices. The approach is based on the fabrication of micro-resonators made from the UV210 polymer with quasi-surface optical detection, integrated into a simplified and cost-effective experimental platform. After characterizing hybrid SOI/UV210/SOI structures suitable for studying substances aggressive to organics, the SOI/UV210 sensors were tested on colloidal silica dispersions in water and then in a viscous medium, enabling sedimentation rate measurements. The study was extended to opaque carbon black dispersions, demonstrating the ability to monitor the colloidal stability of absorbing substances, directly linked to industrial issues (paints, latex/silica mixtures). Finally, these micro-resonators also allowed the tracking of dynamic drying and stratification phenomena in dairy products.