Effet des gradients thermiques sur le mouillage de surfaces modeles

Effect of thermal gradients on the wetting of model solid surfaces

• Auteur / Autrice : Jean-Bruno Brzoska
• Direction : Francis Rondelez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique - Chimie
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Lorsque l'on chauffe localement une surface solide couverte de gouttes ou d'un film de liquide, le liquide tend a s'eloigner de la source de chaleur. Cette these presente une etude experimentale de ce phenomene, appele effet marangoni thermique. Bien que cet effet s'observe couramment, son etude quantitative ne peut etre menee que sur des surfaces modeles aux proprietes de mouillage bien definies. Le premier volet de cette etude est consacre a la silanisation, un procede de greffage chimique en phase liquide non aqueuse permettant de fixer durablement sur un substrat inorganique une couche organique monomoleculaire de mouillabilite ajustable. Apres la mise en place d'un protocole experimental detaille, une etude systematique de la temperature de traitement en fonction de la taille des molecules greffees montre l'existence d'une temperature seuil en dessous de laquelle les couches greffees sont denses; ce comportement peut etre compare a la thermodynamique des couches monomoleculaires de langmuir-blodgett. Des experiences de deplacement de gouttes liquides non mouillantes en presence d'un gradient thermique sur des surfaces silanisees sont ensuite presentees. Les gouttes ne se deplacent que si elles depassent une taille critique, qui ne depend pas de la viscosite du liquide. Passee cette taille, la vitesse de deplacement de gouttes n'excedant pas 1 cm evolue selon une loi bien decrite par une approximation de regime capillaire (brochard, 1989). Ce travail se termine par l'etude de rubans liquides mouillants dans des conditions similaires. Le liquide draine par l'effet marangoni sur le bord froid du ruban se rassemble en un bourrelet instable. L'instabilite croit d'abord exponentiellement, avec une constante de temps et une longueur d'onde compatibles avec une theorie hydrodynamique recente de troian et al