# Premier pas de la mesure de la distribution des charges à l'interface Solide/Liquide par une impulsion électroacoustique (PEA)

Gad Alejandro Rincón Mozo, Thierry Paillat, Laurent Berquez, Paul Leblanc

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Gad Alejandro Rincón Mozo, Thierry Paillat, Laurent Berquez, Paul Leblanc. Premier pas de la mesure de la distribution des charges à l'interface Solide/Liquide par une impulsion électroacoustique (PEA). 12ème Conférence de la Société Française d'Electrostatique (SFE 2023), Jul 2023, Cherbourg, France. hal-05479395

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# Premier pas de la mesure de la distribution des charges à l'interface Solide/Liquide par une impulsion électroacoustique (PEA)

G. A. Rincon¹, T. Paillat¹, L. Berquez², P. Leblanc¹,

¹Institut PPRIME, Université de Poitiers, France

²Laboratoire LAPLACE, Université de Toulouse, France

**Résumé** — Le phénomène physico-chimique de création et d'accumulation de la charge électrique qui apparaît aux interfaces solide/liquide, connue comme double couche électrique (DCE), a été largement étudié ces dernières années. Craint par les industriels, notamment pour les composants de puissance refroidis par une circulation de liquide diélectrique, la DCE et le phénomène d'électrisation associé sont suspectés d'être responsables d'une accumulation de charges électriques et d'une montée du potentiel locale. La rupture diélectrique du milieu peut être atteinte, fragilisant la tenue diélectrique du matériel et accélèrent son vieillissement. Différents modèles théoriques, confortés par des campagnes expérimentales de mesure, ont permis de modéliser la distribution des charges aux interfaces solide/liquide. Ce travail se propose de présenter une mesure de la distribution des charges électriques aux interfaces métal/liquide en utilisant une méthode alternative aux techniques conventionnelles. Cette méthode est issue de la mesure des charges d'espace dans les solides par « pulse electroacoustic method (PEA) ». Elle est basée sur l'utilisation d'un stimulus électrique sous forme d'impulsion qui vient perturber l'équilibre électrostatique de la DCE. Sous l'effet des forces de Coulomb, les charges de la DCE vibrent et génèrent une onde acoustique qui est mesurée par un capteur piézoélectrique. Une cellule PEA adaptée au liquide a ainsi été conçue et réalisée. Les premiers résultats expérimentaux, très encourageants, pour différents liquides conducteurs, semi-conducteurs sont présentés. Confrontés par une campagne de mesure de calibration de la PEA, ces résultats sont discutés et comparés à une analyse théorique.

**Keywords** — Charge spatiale, double couche électrique, mesure résolue, métrologie, pulsation électroacoustique.

## I. INTRODUCTION

Dès qu'un liquide et un solide entrent en contact, des phénomènes d'origine physico-chimiques encore mal identifiés vont polariser électriquement l'interface pour former la « Double Couche Électrique » (DCE) [1-5]. Issue de phénomènes d'adsorption ou encore de corrosion, les atomes du solide et du liquide vont s'ioniser pour former deux zones de charges de signe opposée une dans le solide et une dans le liquide. Différents modèles théoriques ont été proposés. Tous les modèles assimilent l'interface à un condensateur chargé mais, dont la distribution des charges dans le liquide suit des lois différentes selon la nature des matériaux et les hypothèses initiales choisies. Le modèle de Stern [6], par exemple, s'appuie sur un mécanisme d'adsorption spécifique du couple solide/liquide incriminée et introduit la diffusion des ions dans le liquide. Ainsi, au sein des solides, les charges sont distribuées uniformément en très proche paroi. Depuis l'interface, dans le liquide, les charges de signes opposées vont se distribuer beaucoup plus en profondeur sous l'effet de la diffusion ionique jusqu'à atteindre un équilibre électrostatique.

Lorsqu'un écoulement est provoqué, les charges du liquide sont alors transportées déstabilisant la DCE. Pour retrouver un équilibre, de nouvelles charges sont générés à l'interface solide/liquide créant une accumulation sup-

plémentaire de charges électriques sur le solide si celui-ci est un conducteur isolé ou un diélectrique. Ce phénomène dit phénomène d'électrisation par écoulement, peut ainsi conduire à des montées des potentiels locaux suffisants qui peuvent atteindre la rupture diélectrique du milieu et fragiliser électriquement l'interface. Il constitue un risque majeur des installations industrielles et est particulièrement craint des industriels. Des incidents dans les transformateurs électriques de puissance en sont un exemple malheureux [4]. Refroidi par la circulation d'huile minérale diélectrique, la circulation de l'huile sur les plaques de carton qui supportent le bobinage illustre une situation typique de risque.

Avec l'effet Kerr [7], la zétamétrie [8] ou encore la voltamétrie cyclique [9], le phénomène d'électrisation peut aussi être utilisé afin de décrire la DCE. Mais toutes ces mesures sont indirectes et nécessitent une modélisation et des hypothèses qui restent à confirmer.

Le développement des nouvelles approches expérimentales, de nouvelles métrologies directes et résolues, constitue un enjeu important vis-à-vis de la compréhension de la DCE et plus généralement, afin d'établir la distribution des charges électriques au sein des liquides diélectriques mais aussi, des « semi-conducteurs » et conducteurs (électrolytes).

En ce sens, depuis plusieurs années, l'institut PPRIME a initié des travaux en transposant aux liquides, les techniques de mesure des charges d'espace dans les solides. Les méthodes par onde thermique (MOT) [10-11], par onde de pression (PWD) [12-13] et plus récemment la méthode impulsion Electro-acoustique (PEA) [14-17] qui est présentée dans ce document sont ainsi été évaluées.

<footnote>Corresponding author: Gad RINCON
e-mail address: gad.rincon.mozo@univ-poitiers.fr</footnote>
Chacune de ces métrologies présentant ses avantages et ses inconvénients en termes de résolution, de sensibilité et de mise en œuvre ce qui devraient permettre en croisant les différents résultats de déterminer la distribution des charges électriques au sein de tous les liquides et interfaces solide/liquide.

La mesure par Pulsation Électro-Acoustique (PEA) a été développée au Japon et fait l'objet de travaux au sein du laboratoire Laplace. Elle consiste à perturber par une impulsion de tension l'équilibre électrostatique des charges au sein d'un solide (d'un liquide). La force de Coulomb induite sur les charges produit un léger déplacement de celles-ci, et une onde de pression qui va alors être mesurée électriquement via un capteur piézo-électrique. Afin de distinguer le signal d'excitation de la mesure, un guide onde est introduit entre l'échantillon d'étude et le capteur. Il permet d'introduire un retard parfaitement calibré entre l'excitation et le signal qui dépend exclusivement de la célérité acoustique du guide d'onde et de sa géométrie. Le signal de tension mesuré peut être alors traité numériquement afin d'établir la distribution des charges électriques du milieu étudié.

Dans ce contexte, l'université de Poitiers en partenariat avec l'université de Toulouse ont adapté la mesure PEA pour les liquides. Ce nouveau dispositif est présenté, calibré via des mesures de références et appliqué à l'étude de DCE pour des interfaces du type liquide/métal. Les premiers résultats pour différents couples liquide/aluminium sont alors discutés et confrontés à une analyse numérique théorique.

## II. MÉTHODOLOGIE

### A. Description de la double couche électrique

Depuis la mise en contact du solide et du liquide, la double couche électrique va se développer dans le temps jusqu'à atteindre un équilibre électrostatique induisant l'arrêt de la production des charges à l'interface. Cet état, dit d'équilibre statique (fig 2.), est décrit par deux paramètres [1] : la densité volumique de la charge à la paroi pour une DCE complètement développée ($\rho_{wd}$) et l'épaisseur de la distribution des charges dans le liquide appelée épaisseur de la couche diffuse ($\delta_0$). Associé à la longueur de Debye, l'épaisseur de la couche diffuse dépend des propriétés intrinsèques du liquide (éq. 1) avec sa permittivité ($\epsilon_l$), sa conductivité ($\sigma_l$) et son coefficient de diffusion moyen des espèces chimiques ioniques ($D_0$). Selon la théorie de Debye, 63% des charges dans le liquide seraient distribuées sur une profondeur égale à $1\delta_0$ et 95% pour $3\delta_0$ [4].

$$ \delta_0 = \sqrt{\epsilon_l D_0 / \sigma_l} \qquad (1) $$

En première approche, la densité volumique des charges ($\rho$) dans le liquide peut être supposée évoluer selon une loi de type Boltzmann (éq. 2, fig. 2) [4]. La densité de charge est alors maximale à l'interface et égale à $\rho_{wd}$. Elle décroît exponentiellement en s'écartant de

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Fig. 1. Distribution de la charge électrique à l'interface solide/liquide pour une DCE complètement développée.</figcaption></figure>

celle-ci pour s'annuler au centre du liquide (loin de l'interface). Dans le solide, la densité de charge est supposé constant et uniformément repartie sur une profondeur ($x_{sol}$) de l'ordre du rayon atomique (nanométrique). La densité de charge y est calculée afin de conserver l'électroneutralité globale de l'interface (éq. 3).

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Fig. 2. Évolution théorique de la distribution des charges à l'interface solide/liquide pour une DCE complètement développée.</figcaption></figure>

$$ \rho_{liq}(x) = \rho_{wd} * \exp\left(-\frac{x}{\delta_0}\right) \qquad (2) $$

$$ \begin{align} \rho_{sol}(x) &= -\frac{1}{x_{sol}} \int_{0}^{\infty} \rho_{wd} * \exp\left(-\frac{x}{\delta_0}\right) dx \tag{3} \\ &= -\rho_{wd} * \frac{\delta_0}{x_{sol}} \nonumber \end{align} $$

### B. Principe de la mesure par pulsation électroacoustique

Le principe de la mesure de la distribution des charges dans les liquides par PEA est décrit selon la fig. 3. La cellule de mesure est principalement constituée de deux électrodes (1 et 3) encadrant un volume de liquide (ou solide) à étudier (2), d'un capteur piézo-électrique (4) et d'un absorbeur acoustique (5). Les épaisseurs de chaque élément sont parfaitement définies et/ou réglables.

L'électrode métallique (1) est alimentée par un générateur de tension impulsionnelle. La seconde électrode (3) est mise à la terre. Elle présente une épaisseur importante et fait office de guide d'onde afin de créer un retard entre l'excitation et la mesure. Lorsqu'une impulsion de tension est appliquée ($V_{pulse}$), sous l'effet du champ électrique régnant dans le liquide et de la force de Coulomb induite, les charges du liquide vont se déplacer/vibrer pour induire une onde de pression qui va
se propager dans le guide d'onde jusqu'à atteindre le capteur piézo-électrique puis l'absorbeur acoustique. D'une impédance acoustique, très proche du capteur piézoélectrique, l'absorbeur limite la réflexion de l'onde acoustique sur la face opposée du piézoélectrique. L'oscilloscope connecté au capteur piézoélectrique via un amplificateur de tension permet alors de détecter la réponse électrique image de l'onde de pression et du mouvement relatif des charges électriques du liquide. Dans une telle configuration, ce sont deux DCE qui sont étudiées. Une première interface constituée de l'électrode excitatrice et du liquide, une seconde du guide d'onde et du liquide. Le champ étant appliqué simultanément dans tout le volume de liquide et la réponse temporelle du capteur piézoélectrique étant liée à l'éloignement des charges par rapport à lui-même, le signal mesuré chronologiquement est relatif dans un premier temps à la seconde interface guide d'onde/liquide puis à la première liquide/électrode excitatrice.

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Fig. 3. Schéma de principe de la cellule PEA.</figcaption></figure>

Étant donné la géométrie de la cellule, la distribution de la densité volumique de charge $\rho(x)$ et du champ ($e(x)$) ne dépendent que d'une dimension ($x$). Sur toute la surface de la cellule S, pour une épaisseur élémentaire $\Delta x$, $\rho(x)$ et $e(x, t) = V_{\text{Pulse}}(t)/l_{\text{éch}}$ sont supposés constants (les effets de rugosité des électrodes sont négligés par exemple). $V_{\text{Pulse}}$ est l'excitation électrique imposée et $l_{\text{éch}}$ l'épaisseur de liquide correspondant à l'écartement entre les deux électrodes.

La force électrique ($\vec{F}_e(x, t)$) et la pression élémentaire exercée sur le piézo-électrique ($\vec{p}_\Delta(x, t)$) pour l'épaisseur $\Delta x$ sont alors respectivement données par les équations 4 et 5 [17]. L'expression de la pression élémentaire tient compte du retard induit par l'éloignement temporel du plan chargé étudié ($x/v_{\text{liq}}$) par rapport au piézoélectrique prolongé du retard fixe induit par le guide d'onde ($l_{\text{inf}}/v_{\text{e-inf}}$). $v_{\text{liq}}$ et $v_{\text{e-inf}}$ sont respectivement la vitesse de propagation de l'onde de pression dans le liquide et dans le guide d'onde.

$$ \vec{F}_e(x, t) = \rho(x) \cdot \Delta x \cdot S \cdot \vec{e}(t) \quad (4) $$

$$ \vec{p}_\Delta(x, t) = \rho(x) \cdot \Delta x \cdot \vec{e} \left( t - \frac{l_{e-inf}}{v_{e-inf}} - \frac{x}{v_{\text{liq}}} \right) \quad (5) $$

La pression totale subit par le capteur piézoélectrique (éq. 6) est alors déterminée par l'intégration de l'équation 5 dans l'espace inter-électrodes. Elle est exprimée en fonction de la variable $\tau$ ($\tau = x/v_{\text{liq}}$,) avec $\rho(x) = \rho(\tau \cdot v_{\text{liq}}) = r(\tau)$. La pression apparaît dès lors, comme le produit de la convolution entre la distribution spatiale de la charge dans l'échantillon ($r(\tau)$) et l'excitation issue des

électrodes métalliques ($e(t, \tau)$). Exprimé dans le domaine fréquentiel, le potentiel issu du capteur piézoélectrique ($V_{\text{PEA}}$) (éq. 7) est lié à la distribution des charges exprimée dans le domaine des fréquences $R(f)$ via la matrice de transfert ($H_{\text{PEA}}$). Dépendant de la géométrie de cellule et du capteur piézoélectrique utilisé, $H_{\text{PEA}}$ doit être déterminée afin de remonter à la distribution des charges au sein de la DCE.

$$ p(t) = v_{\text{éch}} \int_{-\infty}^{\infty} r(\tau) \cdot \vec{e} \left( t - \frac{l_{e-inf}}{v_{e-inf}} - \tau \right) d\tau \quad (6) $$

$$ V_{\text{PEA}}(f) = H_{\text{PEA}}(f) \cdot R(f) \quad (7) $$

### C. Description de la cellule PEA adaptée aux liquides

La cellule de mesure PEA adaptée pour les liquides est illustrée par la fig. 4. D'une géométrie verticale, elle est constituée des deux électrodes isolées du reste de la cellule par des pièces en téflon. Les deux électrodes sont en aluminium. L'électrode supérieure excitatrice (1) est d'un diamètre de 10 mm et l'électrode inférieure (2), le guide d'onde, est d'un diamètre de 104 mm pour une épaisseur maitrisée. L'espace inter-électrode est réglable jusqu'à 25 mm par un jeu de trois vis micrométriques avec une résolution au centième de millimètre. Elles assurent également un parfait parallélisme entre les deux électrodes. L'espace inter-électrode constitue la chambre du liquide. Il est rempli grâce à un orifice qui peut être obstrué pendant les mesures. Le capteur piézoélectrique, en polyfluorure de vinylidène (PVDF) de 9 µm d'épaisseur est intercalé entre le guide d'onde et l'absorbeur en PMMA qui présente une impédance acoustique très proche du piézoélectrique (3.27 10⁶ Pa·s/m). Le signal électrique ($V_{\text{PEA}}$) associé à l'onde de pression est mesuré aux bornes du capteur piézoélectrique (amplifié à 58dB) par l'oscilloscope Techtronic MSO5, encodé sur 12bits, de bande passante de 350 MHz. Les différents éléments sont maintenus mécaniquement par des pièces en acier inoxydable. Électriquement continues et mises à la terre, elles assurent la fonction de cage de Faraday.

Le générateur d'impulsions de tension a été conçu spécialement par le laboratoire LAPLACE pour répondre au besoin de la PEA. Il permet d'imposer un train d'impulsion de tension avec une fréquence de répétition variable, d'amplitude réglable pouvant aller jusqu'à 1200V avec une largeur de l'impulsion de 3 ns à mi-hauteur (fig. 5).

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Fig. 4. Représentation schématique de la cellule PEA adaptée aux liquides.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Fig. 5. Évolution temporelle de l'impulsion de tension créée par le générateur d'impulsions ($V_{PULSE} = 300$V).</figcaption></figure>

### D. Calibration de la cellule PEA adaptée aux liquides

Des essais de qualifications de cette nouvelle cellule ont été réalisés avec un échantillon solide de 250 µm d'épaisseur en polyéthylène (PE) polarisé sous une tension continue de 2.5 kV. Entre l'électrode d'excitation et l'échantillon, une électrode semi-conductrice de 1 mm est intercalée. La figure 6 présente une réponse électrique typique de l'échantillon de calibration (soumis à une impulsion de 300 V) tout à fait cohérente avec les données de la littérature [17]. Après 2.33 µs, concordant au retard induit par le guide d'onde, un premier pic de tension négatif ($t_1$) est observé et correspond à la face inférieure du solide polarisé. Il est suivi d'un second pic de tension ($t_2$) de signe opposé lié à la face supérieure de l'échantillon. L'écart temporel entre ces deux pics (0.1 µs) correspond exactement au temps nécessaire à l'onde acoustique pour se propager dans l'échantillon à sa vitesse de propagation (2506 m/s). L'amplitude du pic $t_2$ (en valeur absolue), inférieure au pic $t_1$, traduit l'atténuation et la dispersion de l'onde acoustique dans l'échantillon. Aucun overshoot (pics parasites) induit par les pertes diélectriques du capteur piézoélectrique n'est détecté [17].

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Fig. 6. Rélevé temporel typique de la mesure PEA établi pour un échantillon solide en polyétherimide polarisé sous une tension DC de 2.5 kV ($V_{PULSE} = 300$V).</figcaption></figure>

## III. ETUDE ET QUALIFICATION DE LA CELLULE PEA LIQUIDE

### A. Onde de pression théorique générée par l'excitation de la DCE par la méthode de la pulsation électroacoustique

Selon l'équation 6, en introduisant le relevé expérimental de l'excitation électrique mesurée (fig. 5) et en imposant une distribution théorique des charges de la DCE avec $ρ_{wd} = 1 \times 10^{-5} C/m^3$ ; $δ_0 = 20 µm$ (eq. 2 et 3), l'onde de pression théorique arrivant sur le capteur piézoélectrique peut être calculée par convolution. La fig. 7 est un exemple de simulation induit par la DCE présente à l'interface liquide/électrode inférieure. L'onde de pression est composée de deux pics bien distincts : un premier pic négatif et bref, en lien avec l'excès de charges négatives au sein du solide, puis un second pic positif, plus long et de signe opposé lié à l'excès des charges positives dans le liquide. Les petites fluctuations apparaissant sur le signal sont exclusivement à corréler à celles observées sur l'excitation même (fig. 5).

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Fig. 7. Simulation temporelle de l'onde de pression théorique générée par l'excitation des charges à l'interface liquide/électrode inférieure par PEA.</figcaption></figure>

### B. Essais préliminaires de qualification de la cellule PEA liquide

Des mesures de qualification de la cellule PEA liquide ont été réalisées à vide, avec la chambre de liquide remplie d'air. Quelles que soient les conditions expérimentales réalisées (espace inter électrodes, niveaux de tension de l'excitation) aucun signal significatif est détecté, seul un bruit de fond maximum de 0.3 mV (fig. 8) est présent.

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Fig. 8. Mesure de qualification de la cellule PEA liquide à vide (espace inter-électrode de 250 µm).</figcaption></figure>
## IV. RÉSULTATS ET ANALYSES

Trois liquides « conducteurs » ont été étudiés dans la cellule PEA dont les principales propriétés sont résumées dans le tableau 1. Les mesures ont été réalisées pour différents niveaux de tension d'excitation $V_{Pulse}$ (200V à 500V) et différentes valeurs d'espace inter-électrode (0.25 à 1 mm). Les signaux de tension induits sont le résultat d'une moyenne réalisée sur 2000 excitations consécutives à la fréquence de 1 kHz.

<table><caption>Tab. 1. Principales propriétés des liquides</caption><thead><tr><th>Propriétés<br>Liquide</th><th>Conductivité<br>électrique<br>(σ S/m)</th><th>Permittivité<br>relative<br>(ε<sub>r</sub>)</th><th>Épaisseur couche<br>diffuse<br>(δ<sub>0</sub> µm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Eau salée</td><td>1.5 10<sup>-2</sup></td><td>90</td><td>7.3 10<sup>-3</sup></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td><span style="background-color:yellow">2.2 10<sup>-6</sup></span></td><td><span style="background-color:yellow">24</span></td><td>1.2 10<sup>-1</sup></td></tr><tr><td>Glycérol</td><td>8.9 10<sup>-7</sup></td><td>52</td><td>5.6 10<sup>-1</sup></td></tr></tbody></table>

### A. Mesure PEA pour une interface glycérol/aluminium

La fig. 9 est un exemple de mesure du potentiel PEA avec la cellule remplie de glycérol pour différentes tensions d'excitation et un espace inter-électrode fixé à 250 µm. Quelques que soient les conditions expérimentales, le signal de tension présente toujours la même forme avec la présence de deux pics significatifs de tension. Un premier pic négatif très bref de l'ordre de 0.015 µs qui apparaît après 2.25 µs correspondant au retard induit par le guide d'onde et donc à l'interface inférieur, suivi d'un second transitoire positif d'une durée plus importante de l'ordre de 0.16 µs. L'amplitude des deux transitoires est d'autant plus marquée que l'excitation augmente alors que la durée des deux transitoires semble être indépendante de la tension d'excitation. Au regard des simulations réalisées sur la forme d'onde de pression (fig. 7) et sans aucune considération d'amplitude, le comportement temporel du signal PEA est très proche de celui de l'onde de pression simulée. En considérant, en première approche, que la matrice de transfert pression/tension du capteur piézoélectrique ne change pas la forme des signaux [20], l'évolution de la tension PEA semble bien être corrélée à la DCE pour l'interface inférieure avec une double couche positive dans le glycérol et négative sur l'aluminium cohérent avec les données de ce couple solide/liquide [19]. En revanche, aucun signal significatif semble être présent en lien avec l'interface supérieure et ce même si l'espace inter-électrode est réduit ou que l'amplitude de l'excitation soit augmentée.

### B. Mesure PEA pour une interface éthanol/aluminium.

Les mesures du signal PEA établi avec de l'éthanol (fig.10) présente un comportement très proche de celles réalisées avec le glycérol. Seules les amplitudes et la durée des transitoires diffèrent traduisant effectivement le changement de liquide. Ainsi, pour une excitation et un espace inter-électrode identiques (fig. 11), le premier pic lié aux charges dans l'aluminium présente sensiblement la même durée, mais une amplitude moins élevée que le

glycérol. Pour le second pic, sa durée est très légèrement plus longue (0.3 µs) qu'avec le glycérol et son amplitude est inférieure.

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Fig. 9. Evolution du potentiel électrique PEA mesurée pour le couple glycérol/aluminium (espace inter-électrode de 250 µm).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Fig. 10. Evolution du potentiel électrique PEA mesurée pour le couple éthanol/aluminium (espace inter-électrode de 250 µm).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Fig. 11. Comparaison du potentiel électrique PEA mesurée avec le glycérol et l'éthanol/aluminium (espace inter-électrode de 250 µm, $V_{PULSE}$ =500V).</figcaption></figure>

### C. Mesure PEA pour une interface eau salé/aluminium.
Pour l'eau salée (fig. 12), l'analyse des signaux est plus délicate. Alors que le premier pic négatif à 2.25µs, liée aux charges dans l'aluminium est toujours bien marqué et dépendant de l'amplitude de l'excitation, le second transitoire est plus difficilement discernable. Il semble confondu avec le bruit expérimental. Ces résultats sont peut-être liés à la très faible épaisseur de la couche diffuse. Elle semble montrer tout du moins les limites de résolution et de sensibilité de la mesure par PEA de la cellule dans la géométrie et la configuration actuelle.

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Fig. 12. Évolution du potentiel électrique PEA mesurée pour le couple eau salé/aluminium (espace inter-électrode de 250 µm).</figcaption></figure>

## V. CONCLUSION

L'utilisation de la PEA pour mesurer la distribution de charges électriques au sein de la DCE a été étudiée. Les signaux électriques présentent des évolutions conformes aux simulations numériques et répondent correctement à des modifications de l'excitation notamment au changement d'amplitudes. Ils dépendent également de la nature physico-chimique de l'interface avec un signal reproductible qui semble propre à l'interface étudiée. Pour autant, cette première version de la cellule ne permet pas encore d'expertiser les fluides particulièrement conducteurs tels que l'eau salée. Les objectifs futurs de cette métrologie prometteuse sont de faire évoluer la technique pour gagner en sensibilité et en résolution, de les confronter aux mesures MOT ou PWP afin de définir la métrologie la plus adaptée aux propriétés électriques et chimiques des interfaces et couvrir ainsi un spectre d'interface le plus large possible.

## ACKNOWLEDGMENT

Ce travail est soutenu par la Région Nouvelle-Aquitaine et l'Union européenne dans le cadre du projet MABATRI (2021-16148810) et par les programmes "Investissement d'Avenir" Labex INTERACTIFS (ANR-11 LABX-0017-01) et l'EUR IntREE (ANR-18-EURE-0010).

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