Caractérisation des phénomènes hydrodynamiques lors de l'impact de gouttes sur différents types de substrats

par Damien Vadillo

Thèse de doctorat en Mécanique & energétique

Sous la direction de Arthur Soucemarianadin.

Soutenue en 2007

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    L'objectif principal de ce travail est la compréhension des mécanismes physiques liés au phénomène d'impact orthogonal d'une:ou de plusieurs gouttes sur des surfaces solides sèches. Les surfaces modèles utilisées sont réalisées à partir de plaques de silicium sur lesquelles un traitement chimique a permis d'obtenir des angles de contact d'équilibre couvrant une très large gamme de hydrophile à superhydrophobe. A l'aide de ces briques de base, des surfaces hétérogènes de différents types ont été fabriquées et leur comportement étudié. Les expérimentations sont basées sur l'acquisition des profils transitoires lors de l'impact d'une goutte unique ou de plusieurs gouttes. Les méthodes de visualisation utilisées sont la cinématographie ultra-rapide et la pseudo-cinématographie à déphasage contrôlé. Les mesures sont effectuées automatiquement à partir d'algorithmes de traitement d'images spécifiquement développés pour le cas de l'étalement. Ces observations ont permis d'étudier en détailles quatre phases de l'impact. A partir de ces résultats, deux applications, où l'interaction solide/liquide lors de l'étalement joue un trôle prépondérant, ont été étudiées: l'impression numérique et la synthèse in situ d'oligonucléotides. Les simulations numériques proposées reposent sur la méthode variationnelle et la méthode des frontières pour les cas axisymétriques. Les résultats obtenus sont discutés

  • Titre traduit

    Characterisation of hydrodynamics phenomena during drop impact on different types of substrates


  • Résumé

    The main goal of this work is the understanding of physical mechanism related to the orthogonal impact phenomena of one or several drops onto solid and dry surfaces. Model surfaces used are made using silicon plate on which on es chemical treatment allowed to reach equilibrium contact angles covering a wide range from hydrophilic to super hydrophobie. Thanks to this technique, different kinds of heterogeneous substrate have been built and the influence of their behavior is studied. These experiments are based on acquiring transient profiles during impact process of one or several drops. Visualization techniques used are high speed cinematography and pseudo-cinematography with phase shifts. Measurements are automatically made from algorithms of image processing specifically developed for wetting mechanism. These observations allowed to study in details the four different phases of drop impact. From these results, two applications, where solid/liquid interaction has a preponderant role, have been investigated: digital printing and in situ DNA synthesis. Proposed numerical simulations are based on variational method and boundary element method. The obtained results are discussed,

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  • Détails : 1 vol. (321 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 312 à 320

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  • Cote : TS07/GRE1/0109/D
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