Influence des instabilités convectives sur l'etat de surface final des films polymère fabriqués par procédé de séchage

par Noureddine Bassou

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides, énergétique, procédés

Sous la direction de Yahya Rharbi.

Soutenue en 2009

à Grenoble, INPG .


  • Résumé

    Cette thèse porte sur les instabilités de plissements de surface rencontrées dans le procédé de fabrication des films polymère par évaporation du solvant. Une étude détaillée des instabilités convectives se développant durant ce procédé est présenté. La caractérisation la morphologie 3D de l'état de surface des films secs a été effectuée pour différentes configurations de séchage. Finalement, le couplage de ces différentes études a permis la détermination des paramètres clefs contrôlant la morphologie des plissements de surface ainsi que l'établissement de modèles phénoménologiques.


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  • Titre traduit

    ˜The œrole of Bénard-Marangoni instabilities during solvent evaporation in the formation of polymer surface corrugations


  • Résumé

    Film formation through drying of polymer solutions is a widely used process in laboratories and in many industrial applications such as coatings. One of the main goals of these applications is to control the film surface morphology. Ln many cases, evaporation has been found to yield corrugated patterns on the free surface of films. This has been interpreted in terms of either mechanical or hydrodynamic instabilities. Ln this work, we study the mesoscale 2D well-ordered surface corrugation patterns formed during solvent evaporation from polymerlsolvent solutions. The transformation of Bénard-Marangoni instabilities into surface corrugation is studied during the entire drying process using particle tracking, 3D morphology analyses, etc. We show that the corrugation wavelength is controlled by Bénard-Marangoni instability, whereas the corrugation amplitude is controlled by a mechanism that takes place in the last stage of evaporation. We propose that evaporationof the convective flow on the film surface generates a small concentration profile, which leads to a heterogeneous stop of the convection. This process amplifies the concentration gradient on the surface and leads to the observed corrugation amplitude.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (272 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 94 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS09/INPG/0091/D
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