Contribution à l'étude de la dynamique d'étalement de fluides newtoniens

par Vincent Mathieu

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Noël Midoux.

Soutenue en 2002

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Le travail présenté concerne l'étude de la dynamique d'étalement de gouttes de fluides newtoniens sur un substrat solide, étude à caractère fortement expérimental. Nous avons plus particulièrement envisagé l'influence de trois paramètres fondamentaux à savoir la viscosité et la tension superficielle du liquide, et le volume de la goutte. Le choix de mélanges eau-glycérol auxquels sont éventuellement ajoutées de faibles quantités d'un tensioactif, le Plantacare, permet de balayer de larges gammes de viscosité et de tension superficielle et ce indépendamment l'une de l'autre. Le verre est apparu comme le solide le plus approprié au regard de sa bonne mouillabilité et d'une faible rugosité de surface. Les mises en œuvre d'un dispositif expérimental et d'une procédure de traitement d'images originale ont permis de suivre en temps réel l'étalement d'une goutte posée et d'en déduire l'évolution de ses dimensions caractéristiques. Il est ainsi possible de déterminer la vitesse d'étalement définie comme la vitesse d'avancée de la ligne triphasique. Nous avons ainsi mis en évidence l'existence de plusieurs régimes d'écoulement successifs pendant la durée de l'étalement. La confrontation de nos résultats avec les modèles théoriques existants n'est pas satisfaisante dans la mesure où ces modèles décrivent des situations simples, pour lesquelles le régime d'écoulement est bien défini et invariant. Une approche en terme d'analyse dimensionnelle a néanmoins permis d'établir un modèle empirique qui décrit, pour un régime donné, l'évolution du rayon comme une fonction du nombre capillaire, rapport des forces visqueuses aux forces capillaires. La distinction des différents régimes s'appuient alors sur l'analyse de nombre de Bond, rapport des forces de gravité aux forces capillaires.

  • Titre traduit

    Contribution to study the dynamics of spreading of Newtonian fluids


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Informations

  • Détails : 1 vol. (264 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 151-157

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2002 MATHIEU V
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