Étude de déformation de goutte et de film mince induite électriquement

par Marguerite Bienia

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Marcel Vallade et de Catherine Quilliet.

Soutenue en 2005

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015) .

mots clés

Résumé

L'objectif de cette thèse est l'étude de la déformation de gouttes et de films minces sous l'effet du champ électrique, dans le cadre de l'électromouillage. La première partie de cette thèse concerne l'étude des effets de bord électrostatiques au voisinage de la ligne triple. Nous avons pu mettre en évidence une variation de courbure lors d'expériences d'électromouillage due à un effet de pointe dans le coin de liquide. La déformation macroscopique de gouttes est l'objet de la seconde partie. Nous avons créé un substrat présentant un contraste de mouillage positif, négatif et nul entre deux zones en fonction du choix du rapport des tensions. Nous avons également étudié le champ électrique du système. Dans la dernière partie nous nous sommes intéressés au comportement d'un film d'huile soumis à une pression électrostatique. Nous avons réalisé des expériences préliminaires en vue de mesurer la variation d'épaisseur d'un film d'huile sous champ électrique, par ellipsométrie.

Titre traduit

Study of electrically induced droplet and thin film deformation

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Résumé

The subject of this thesis is the deformation of liquid droplets and liquid films in electrical fields, within the frame of the electrowetting approach. The first part deals with electrostatic edge effects occurring near the three-phase line during an electrowetting experiment. Direct drop profile and curvature measurements during electrowetting experiments showed a curvature increase close to the contact line, due to a strong electrostatic pressure near the edge of the liquid. In the second part, macroscopic drop deformation is considered. We propose a novel electrode geometry of a bi-layered capacitor, presenting a positive, negative or null wetting contrast between 2 areas, depending on the ratio of the applied voltages. We also study the electrical field in such samples. The last part deals with the behaviour of a dielectric liquid film submitted to electrostatic pressure. We present preliminary experiments in a new experimental setup.