Contribution à l'étude des propriétés thermo-physiques du nano- fluide (Ar-Au) et les mécanismes possibles en vue de leurs améliorations.

Abstract

Dans le cadre de travail de cette thèse, nous nous sommes intéressés à mieux comprendre les mécanismes conduisant à l’amplification de la conductivité thermique des nanofluides. Les techniques expérimentales dédiées à ce domaine sont difficiles à mettre en œuvre à l’échelle atomique. Pour s'attaquer à ce problème, nous avons utilisé la méthode de la dynamique moléculaire (DM) à l'équilibre qui s’est avérée être un moyen efficace pour de telles études. En ce qui concerne le nanofluide examiné dans cette étude, nous avons opté pour un mélange binaire constitué de l'argon liquide (Ar) dans lequel une seule nanoparticule d'or sphérique (Au) est immergée. Dans le but de décrire l’interaction interatomique au sein du nanofluide (Ar-Au), nous avons choisi, le potentiel hybride qui incorpore le potentiel de type «Embedded Atom Method» (EAM) et celui de Lennard-Jones (LJ). Dans un premier temps, nous avons calculé la conductivité thermique du nanofluide (Ar-Au) au moyen de la combinaison de la théorie de la réponse linéaire et la technique de simulation par la DM via le formalisme de Green-Kubo. Nos résultats numériques ont montré que ce coefficient de transport n’est pas une propriété intrinsèque du fluide de base mais qu’il dépend étroitement de la fraction volumique de la nanoparticule. En suite nous avons montré que le gain de la conductivité thermique trouvé dans le nanofluide (Ar-Au) est corrélé aux comportements microscopiques de son constituant en phase liquide et, précisément à la formation de la couche liquide sur l’interface solide-liquide ainsi qu’à l'augmentation de la mobilité des atomes en phase liquide. Ceci nous permet de dire que ces facteurs pourraient éventuellement être considérés comme des sources possibles de l'accroissement de la conductivité thermique des nanofluides observé expérimentalement.