Liquides guidés par des textures

Liquids guided by texture

• Auteur / Autrice : Daniel Beilharz
• Direction : David Quéré, Christophe Clanet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance le 18/12/2018
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École polytechnique (Palaiseau, Essonne ; 1795-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Hydrodynamique de l'École polytechnique (Palaiseau, Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Ludovic Pauchard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Clanet, Shelley Anna
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Halim Kusumaatmaja, Stéphane Dorbolo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Texture

Rugosité

Dynamique des fluides

Mots clés libres

Interfaces

Mouillage

Rugosité

Capillarité

Friction

Surfaces infusées

Interfaces

Wetting

Roughness

Capillarity

Friction

Liquid-Infused surfaces

Résumé

Lorsqu'un liquide mouillant touche un solide, on observe un ménisque de taille millimétrique. Si le solide est rugueux à une échelle submillimétrique, le liquide peut progresser le long des aspérités sur une distance qui est potentiellement illimitée si le solide est horizontal. Nous modélisons la rugosité avec des piliers cylindriques et montrons que quelques cylindres seulement suffisent à transporter et guider précisément un liquide. Nous étudions la dynamique macroscopique et microscopique de l'invasion. Nous examinons ensuite combien de liquide s'accumule dans une variété de textures et proposons un nouveau type de détergence pour extraire le liquide de la rugosité. Nous prenons aussi la gravité en compte et l'utilisons d'abord pour démontrer que plusieurs fronts liquides peuvent être observés simultanément dans des porosités multi-échelles. Nous nous intéressons enfin aux ponts capillaires millimétriques et nous dédions notre dernier chapitre à leur dynamique de croissance radiale.

When a wetting liquid contacts a solid, we observe a liquid meniscus of millimetric size. If the solid is rough at a submillimetric scale, the liquid may progress along the asperities for a potentially unlimited distance if the solid is horizontal. We model the roughness with a regular texture and show that a low number of surface features is sufficient to transport and precisely guide a liquid. We study the macroscopic and microscopic dynamics of the invasion. We examine then how much liquid accumulates in a variety of texture and propose a new kind of detergency to remove the liquid from the roughness. We also consider the influence of gravity and use it to demonstrate that multiple liquid fronts can be observed simultaneously in porosities of different scales. Then we turn our attention to millimetric capillary bridges and dedicate our last chapter to explain their dynamics of radial growth with the Cox-Voinov model.