Contrôle et dynamique d'objets capillaires : impact d'un jet sur un film liquide et effet d'un champ électrique sur une goutte en caléfaction

par Geoffroy Kirstetter

Thèse de doctorat en Hydrodynamique

Sous la direction de Jean Rajchenbach et de Franck Celestini.

Soutenue le 11-07-2014

à Nice , dans le cadre de École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice) , en partenariat avec Laboratoire de physique de la matière condensée (Nice) (laboratoire) .

Le président du jury était Thomas Frisch.

Le jury était composé de Jean Rajchenbach, Franck Celestini, Thomas Frisch, Benjamin Dollet, Christophe Josserand, Laurent Duchemin.

Les rapporteurs étaient Benjamin Dollet, Christophe Josserand.


  • Résumé

    Nous avons étudié l'impact d'un jet millimétrique sur un film de savon. Selon le nombre de Weber et l'angle incident du jet, nous avons montré que le jet peut soit passer au travers du film, soit être absorbé par le film. Dans le premier cas, le passage du jet au travers du film déforme ce dernier. Cette déformation absorbe une partie de l'énergie du jet qui est alors réfracté. Dans le second cas, le jet ne possède pas suffisamment de quantité de mouvement verticale pour traverser le film et est ondule alors sur ce dernier. Nous nous sommes ensuite intéressés à l'effet d'un champ électrique sur une goutte de Leidenfrost. Une méthode interférométrique nous a permis de connaître le profil en trois dimensions de l'interface liquide-vapeur située sous la goutte. Sans champ électrique, cette interface est concave. L'application d'un faible champ électrique attire la circonférence de cette interface vers le substrat. En appliquant un champ électrique plus intense, la goutte en caléfaction entre en contact avec le substrat. Un courant passe alors dans le système et la goutte se comporte comme une résistance à seuil.

  • Titre traduit

    Control and dynamic of capillary objects : impacts of a jet on a liquid film and effect of an electric field on a drop in calefaction


  • Résumé

    We have studied the impact of a millimetric jet on a soap film. According to the Weber number and the incident angle of the jet, we have shown that the jet may either pass through the film or be absorbed by the film. In the first case, the jet passage through the film deforms the latter. This deformation absorbs a portion of the energy of the jet which is then refracted. In the second case, the jet does not have sufficient amount of vertical movement to pass through the film and he undulates on the film. We then investigated the effect of an electrical field on a Leidenfrost droplet. An interferometric method allowed us to know the three-dimensional profile of the liquid-vapor interface below the drop. Without electrical field, this interface is concave. The application of a low electrical field attracts the circumference of the interface to the substrate. By applying a more intense electrical field, the drop in calefaction comes in contact with the substrate. A current flows in the system and the drop behavior is like a threshold's resistor.


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