Modélisation expérimentale du transfert de masse en croissance cristalline par des méthodes électrochimiques en présence d'ultrasons

Le brassage acoustique presente une alternative prometteuse pour l'amelioration des procedes de purification pendant la solidification du silicium photovoltaique. Dans cette etude, on s'interesse a la caracterisation de l'efficacite d'un brassage par acoustic streaming pour favoriser le phenomene de segregation. Nous avons ainsi developpe une approche experimentale originale basee sur des demonstrateurs en eau des phenomenes presents lors de la solidification. Cette demarche s'appuie sur une analogie entre d'une part la diffusion solutale des impuretes a travers la couche limite, au niveau du front de solidification, pendant le processus de croissance cristalline dans les fours de solidification, et d'autre part la diffusion des ions a travers la couche limite a la surface de l'electrode dans une cellule electrochimique. En effet, l'application des methodes d'electrochimie analytique (polarographie), nous a permis de caracteriser le transfert de masse au voisinage d'une paroi et de suivre son amelioration sous l'effet d'un jet impactant genere par une source acoustique continue au sein du fluide. La coherence des resultats experimentaux avec des simulations hydrodynamiques a ete egalement examinee. En vue d'etendre les resultats obtenus dans l'eau a d'autres fluides notamment les metaux en phase liquide, on presente, dans la derniere partie de ce manuscrit, les differents parametres de similitude permettant une description complete de l'experience en fonction du fluide choisi : la geometrie, l'acoustique et l'hydrodynamique. Nous presenterons ensuite, le cas particulier d'un dispositif experimental utilisant du galinstan.