Thèse soutenue

Interactions hydrodynamiques entre une sphère et une paroi texturée : approche, collision et rebond
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Thibault Chastel
Direction : Anne Mongruel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Dynamique des Fluides
Date : Soutenance le 17/11/2015
Etablissement(s) : Paris 6
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes - ESPCI ParisTech
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Gondret, Christophe Josserand, Laurent Lacaze, Maxime Nicolas, Frédéric Restagno

Mots clés

FR  |  
EN

Résumé

FR  |  
EN

Nous présentons une étude expérimentale de la dynamique d'une sphère près d'une paroi texturée dans un fluide visqueux. Le déplacement de la sphère est mesuré par interférométrie laser à haute fréquence. La texture consiste en un réseau de micro-piliers, dont on fait varier les paramètres géométriques (hauteur et concentration) sur une large gamme, afin d'étudier leur influence sur la dynamique d'approche, de collision et de rebond de la sphère. A petit nombre de Reynolds, la vitesse d'approce de la sphère est augmentée comparativement au cas d'une paroi lisse, en raison de la modification de la force de lubrification par la texture. Cette modification est décrite par plusieurs modèles hydrodynamiques. Une longueur effective de glissement au-dessus du réseau de piliers est mesurée. A nombre de Stokes modéré, l'inertie de la sphère n'est pas négligeable, et elle peut se coller ou rebondir sur les piliers. La dynamique de collage présente différents régimes qui sont modélisés en tenant compte de la modification de traînée par la texture. Le nombre de Stokes critique pour la transition de rebond est modifié par la texture. La dynamique des micro-rebonds est caractérisée. Enfin, la dynamique de contact sphère-piliers est décrite par une loi de Hertz modifiée prenant en compte la géométrie de la texture.