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Page de résumé pour ULgetd-05162007-073939

Auteur : Kabeya Mukeba, Léonard
E-mail de l'auteur : lkabeya@student.ulg.ac.be
URN : ULgetd-05162007-073939
Langue : Français/French
Titre : Etude du piégegage de la ligne de contact lors de l'évaporation de gouttelettes
Intitulé du diplôme : Doctorat en sciences
Département : FS - Département de physique
Jury :
Nom : Titre :
BASTIN, Th. Membre du jury/Committee Member
DORBOLO, S Membre du jury/Committee Member
HABRAKEN, S. Membre du jury/Committee Member
HURWITZ, H.D. Membre du jury/Committee Member
ZOUESTIAGH, F. Membre du jury/Committee Member
LION, Y. Président du jury/Committee Chair
VANDEWALLE, N. Promoteur/Director
Mots-clés :
  • physique
  • microfluidique
  • tension superficielle
  • surfaces texturées
Date de soutenance : 2007-04-26
Type d'accès : Public/Internet
Résumé :

Ce travail présente une étude du piégeage d’une "goutte-sessile" en évaporation. Deux cas sont considérés : une goutte sur une surface hydrophile

et sur une surfaces hydrophobe. Dans ces deux cas, l’ancrage de la ligne ( piégeage ) se fait entre l’angle de contact d’avancée et celui de reculée. La

constance du rayon de la gouttelette est observée. Cette phase met en évidence trois régimes d’évaporation : étalement, piégeage de la ligne triple et amorçage de la rétraction.

Les paramètres suivants ont été étudiés par une technique d’imagerie avec une résolution de 10?m/pixel : le volume, le rayon et l’angle de contact,

leurs évolutions temporelles et les comportements du profil géométrique des gouttelettes. Deux diagrammes caractéristiques sont présentés : (i) l’angle de contact en fonction du volume et (ii) l’angle de contact en fonction du rayon.

Ce dernier graphique met en évidence le piégeage de la ligne. Les grandeurs fondamentales de la dynamique d’évaporation, qui caractérisent la richesse d’une goutte sur substrat solide à surface horizontale, ont été quantifiées : 0,4 à 1,33?m/s pour la vitesse de rétraction de la ligne de contact, 640 à 937 ?rad/s pour le taux de décroissance de l’angle de contact sur substrats hydrophiles, 1 à 2,5 nl/s pour le taux d’évaporation, et 0,71 à 1,09 nrad/s2 pour le taux de décélération pour les gouttes évaporées sur les substrats hydrophobes. Le comportement de l’angle de contact en fonction du temps est linéaire aux temps courts dans le cas des surfaces hydrophiles et aux temps larges pour les hydrophobes. La longueur de la constance du rayon est équivalente à la signature d’hystérésis. Les substrats solides homogènes utilisés sont : (i) surface fakir et téflon pour les hydrophobes et (ii) porcelaine et nylon pour les hydrophiles en raison de la signature d’hystérésis.

L’énergie de piégeage est évaluée à

? 25?J/m pour les hydrophobes et à ? 30?J/m pour les hydrophiles. Le comportement de la goutte en évaporation dépend de manière dont on la pose "gonflée - posée". Le comportement de

la ligne triple est observé. Un tel comportement n’est pas trivial. Des modèles numériques sont mis au point afin d’illustrer ce processus physique d’apparence simple et de comprendre le piégeage. Ces modèles reproduisent de manière très réaliste la dynamique de l’évaporation d’une

goutte allant des conditions initiales jusqu’au séchage complet. La cohérence entre ces modèles numériques et nos résultats expérimentaux avec effet mémoire dans les conditions naturelles valide un critère justifié jusqu’ici par un formalisme analytique.

Autre version :
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[Public/Internet] Tabledesmatieres.pdf 1.84 Mb 00:04:23 00:00:09

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