Observer les phénomènes sous pression
Pour les chercheurs et ingénieurs qui étudient les changements de phase, les écoulements ou la mécanique des matériaux, observer un phénomène sous pression est souvent le principal verrou expérimental. Nous concevons et fabriquons des équipements sur mesure — cellules à hublot, colonnes saphir, bancs microfluidiques — qui créent un accès optique direct sur l'essai, même en conditions extrêmes.
01 — Les problèmes que nous résolvons
Chaque essai présente une difficulté de visualisation spécifique. Voici comment nous avons résolu celles de nos clients.
Le phénomène est caché par une paroi métallique épaisse. L'enjeu est de créer un accès optique sur un volume représentatif, parfois en milieu agité, pour observer la cinétique de formation d'une bulle, d'une rosée ou d'un cristal, et déterminer précisément le point de transition de phase.
Réalisé pour
Il faut suivre en 3D la fissuration ou la percolation d'un fluide au cœur d'un échantillon sans interrompre l'essai. La cellule doit donc maintenir la pression et la température tout en étant suffisamment transparente aux rayons X pour permettre une analyse tomographique de la microstructure en cours d'évolution.
Réalisé pour
Voir la réalisation ↓La combinaison de la très haute pression et de la basse température provoque la formation de givre sur les surfaces optiques, qui bloque toute observation. La conception doit intégrer un système de prévention du givre efficace pour garantir une visibilité continue sur les canaux micrométriques de la puce.
Réalisé pour
Voir la réalisation ↓Comparer des écoulements en conditions statiques, agitées ou en milieu poreux exige souvent plusieurs équipements. La difficulté est de concevoir une enceinte modulaire qui permet de passer d'une configuration à l'autre tout en garantissant la tenue en pression, l'étanchéité et la qualité de la visualisation.
Réalisé pour
Voir la réalisation ↓Présenter un phénomène comme la transition supercritique à un public non averti impose des contraintes de sécurité absolues. L'équipement doit être portable, autonome et conçu avec des sécurités redondantes qui rendent son utilisation possible en dehors d'un environnement de laboratoire contrôlé.
Réalisé pour
Voir la réalisation ↓02 — Sur mesure
Quand un équipement standard ne permet pas l'observation requise, nous concevons une solution adaptée aux contraintes de l'essai et aux objectifs de la mesure.
Conçues pour observer un phénomène dans un volume donné, lorsque les solutions standards ne correspondent pas aux conditions de pression, de température, aux matériaux ou au type d'agitation requis par l'expérience. Le design est adapté à chaque besoin.
Adaptation du volume, de la pression, de la température, du matériau du corps et du type d'agitation.
Développées pour réaliser une tomographie 3D d'un échantillon sous contrainte. La conception est adaptée lorsque les cellules existantes ne sont pas compatibles avec les contraintes de l'essai (pression, température, chimie) ou avec la géométrie du tomographe.
Adaptation des matériaux, des contraintes appliquées (axiales, confinement) et de la compatibilité avec le tomographe.
Permettent de visualiser un écoulement à l'échelle du pore en conditions extrêmes. Nous intervenons quand les systèmes standards ne combinent pas la très haute pression avec la cryogénie ou ne disposent pas de l'accès optique nécessaire.
Adaptation de la pression, de la température (basse), et de l'accès optique (prévention du givre).
03 — Mesures
L'observation directe permet de quantifier des phénomènes qui resteraient invisibles à des capteurs classiques.
L'enregistrement d'images et de vidéos permet une analyse qualitative et quantitative des phénomènes. Il est possible d'étudier leur dynamique, leur morphologie ou de mesurer des vitesses d'écoulement ou de propagation.
L'observation visuelle est la méthode la plus fiable pour déterminer les conditions exactes (pression, température) d'apparition d'une nouvelle phase : bulle, rosée, cristallisation ou formation d'hydrates.
Cette technique d'imagerie reconstitue la structure interne 3D d'un échantillon (réseau de pores, fissures). Son application in-situ permet de suivre l'évolution de cette structure sous l'effet de contraintes mécaniques ou d'écoulements.
Couplée à l'observation visuelle, la mesure précise des paramètres thermodynamiques permet de quantifier les conditions exactes dans lesquelles se produit le phénomène observé et de valider des modèles.
04 — Réalisations
5 réalisations
Dynamique des Fluides & Comportement de Phase
Cellule à Volume Variable Titane 500 bar / 150°C pour la Recherche sur Fluides HP
Conception d'une cellule HPHT de 50 mL en titane pour l'étude du comportement de phase de fluides à 500 bar / 150°C. Une solution…
Dynamique des Fluides & Comportement de Phase
Cellule de Démonstration pour CO2 Supercritique
Conception et fabrication d'une cellule de visualisation haute pression (80 bar) portable et autonome pour le secteur de l'énergie. L'équipement, contenu dans une mallette,…
Géoscience & Étude du Sous-sol
Cellule Triaxiale Transparente aux Rayons X : Analyse In-Situ en Tomographie 3D
Pour le BRGM, nous avons conçu une cellule triaxiale (200 bar, 150°C) transparente aux rayons X. Réalisée en PEEK et titane, elle permet l'analyse…
Dynamique des Fluides & Comportement de Phase
Banc d’Injection Haute Pression 1000 bar pour Études en Microfluidique à Très Basse Température (-70°C)
Conception d'une cellule microfluidique pour observer les changements de phase d'un fluide à -70°C et 1000 bar. Destiné à la recherche énergétique, cet équipement…
Dynamique des Fluides & Comportement de Phase
Colonne Saphir 120 bar sur Mesure pour l’Étude des Hydrates de Gaz
Réacteur modulaire 120 bar avec colonne saphir pour visualiser la formation d'hydrates en milieu corrosif. La conception permet d'alterner entre une configuration milieu poreux…
05 — Notre démarche
Chaque équipement de visualisation est le fruit d'une analyse rigoureuse de l'objectif scientifique et des verrous expérimentaux à lever.
Notre bureau d'études part de la question scientifique : qu'est-ce que le chercheur cherche à voir ? Il peut s'agir d'un changement de phase, de la propagation d'une fissure dans un matériau, d'un écoulement diphasique ou de la formation de cristaux.
Nous identifions ensuite ce qui rend l'observation difficile : la pression, la température, l'opacité des matériaux, la petite taille de l'objet, la nature corrosive des fluides... C'est ce verrou technologique que la conception de l'équipement devra lever.
La solution technique est conçue pour répondre spécifiquement à la difficulté identifiée : un hublot saphir pour la pression, une cellule en PEEK pour la transparence aux rayons X, un système anti-givre pour la cryogénie, des matériaux nobles pour la corrosion.
Nos équipements de visualisation sont souvent au cœur de bancs d'essais pour la dynamique des fluides, les géosciences ou la simulation d'environnements extrêmes. Ils prennent la forme de réacteurs et cellules d'analyse spécifiques.
Ils nous font confiance
06 — FAQ
Il n'y a pas de limite de catalogue, car la tenue en pression dépend de l'ensemble du montage. La conception du hublot (épaisseur, diamètre) et de son support est calculée par notre bureau d'études spécifiquement pour les conditions de pression et de température de votre essai, en appliquant les coefficients de sécurité réglementaires. Une réalisation a par exemple permis une observation à 1000 bar.
L'étanchéité repose sur une conception mécanique qui protège le saphir des contraintes excessives, et sur le choix d'un système d'étanchéité (joint métallique, polymère) adapté aux conditions de l'essai (température, nature du fluide). Chaque montage fait l'objet de calculs par éléments finis pour valider sa tenue et son étanchéité dans toute la plage de fonctionnement.
Oui, la conception est adaptée à la nature des fluides de l'essai. Le corps de la cellule et les parties en contact avec le fluide sont fabriqués dans des matériaux compatibles, comme le titane, l'Hastelloy ou le PEEK, pour résister à la corrosion. Le saphir est lui-même un matériau très inerte chimiquement, compatible avec une large gamme de produits.
Oui, la compatibilité avec l'environnement d'analyse est un critère de conception essentiel. Nous adaptons les dimensions externes de la cellule, ses interfaces de fixation et l'espace nécessaire au passage des rayons X à la géométrie de votre tomographe ou de la ligne de lumière du synchrotron. Les passages de fluides et de capteurs sont également positionnés pour ne pas gêner l'acquisition.
Décrivez-nous votre essai, les conditions opératoires et ce que vous cherchez à mesurer. Notre bureau d'études analysera la faisabilité d'une solution de visualisation sur mesure.