Ombroscopie à deux longueurs d'onde : développement théorique et validation experimentale sur un mélange binaire

La thermodiffusion intervient dans de nombreux processus naturels et industriels, tels que l'évolution de la composition dans les réservoirs d'hydrocarbures, la séparation isotopique d'éléments chimiques, le stockage géologique du dioxyde de carbone et de l'hydrogène, la convection océanique, etc. Le développement des modèles théoriques la décrivant s'appuie largement sur la connaissance des coefficients de diffusion et de diffusivité thermique.De nos jours, il est bien admis que les fluctuations de non-équilibre de la densité sont un outil permettant d'étudier les processus de transport dans les fluides et déterminer les coefficients de transport associés.L'ombroscopie est une technique de diffusion de la lumière en champ proche, basée sur une configuration optique simple et très sensible aux variations de l'indice de réfraction. Elle permet notamment de mesurer la fonction de corrélation temporelle ou le facteur de structure statique des fluctuations de l'indice de réfraction. Ces signaux sont en fait la superposition des signaux des différents champs thermodynamiques fluctuants et sont directement reliés aux coefficients de diffusion massique et thermique, en particulier, et aux propriétés de transport en général. Avec un montage d'ombroscopie classique à une longueur d'onde, on accède aux composantes de la fonction de corrélation par ajustement de la fonction de structure avec les modèles en vigueur. Cette procédure donne de bons résultats lorsque la dynamique et la statique des champs fluctuants sont bien séparées.Dans ce mémoire de thèse nous présentons une implémentation de la technique d'ombroscopie à deux longueurs d'onde. Grâce à deux faisceaux sondes de longueur d'onde différente, cette technique permet de séparer les fonctions caractéristiques intrinsèques (spectre de puissance et fonction de corrélation temporelle) des différents champs fluctuants (champ de température et champs de concentrations) qui contribuent au signal des fluctuations de l'indice de réfraction accessible expérimentalement et qui lui, dépend de la longueur d'onde du faisceau sonde.Nous présentons le cadre théorique de la méthode bichromatique, plus précisément les fondements physiques et les équations de travail. Nous présentons une configuration d'ombroscopie permettant la mesure à deux longueurs d'onde différentes des spectres ou fonctions de corrélation temporelles des fluctuations. Pour la validation de notre technique, nous avons étudié un mélange binaire bien connu d