Dissipation aux interfaces : caléfaction, sillages, filaments visqueux

Dissipation at interfaces : Leidenfrost effect, wakes, viscous threads

• Auteur / Autrice : Marie Le Merrer
• Direction : David Quéré, Christophe Clanet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement visqueux

Interfaces (sciences physiques)

Mots clés libres

Caléfaction

Résumé

Au travers de plusieurs expériences, nous explorons le lien entre dissipation et mouvement d'interfaces liquides. Dans une première partie, nous étudions le mouvement de gouttes en caléfaction sur différents substrats. Ce mouvement peut être accéléré, si le substrat est asymétrique, ou ralenti, s'il est symétrique. La décélération des gouttes nous permet alors d'étudier différents types de friction spéciale. Sur un solide lisse, celle-ci est très faible et essentiellement due à l'air environnant. Sur un solide crénelé, elle est due à l'impact du liquide sur les marches. Enfin, si la goutte glisse sur un autre liquide, elle ralentit à cause de la résistance de vague qui résulte du sillage qu'elle engendre. La seconde partie de ce travail porte sur les déformations de filaments visqueux. Si ceux-ci sont comprimés ou tordus, nous mettons en évidence plusieurs phénomènes de flambage visqueux, que nous comparons à leurs analogues élastiques. Enfin, si les filaments sont libres de se déformer, leur forme et leur dynamique découlent d'une compétition entre viscosité, gravité et effets capillaires.

En anglais : We investigate in several experiments the link between dissipation and deformable liquid interfaces. First, we study Leidenfrost drops moving on various substrates. Their movement can be either accelerated — on a ratchet-like substrate — or slowed down. The deceleration allows us to study different types of friction. On a smooth solid, the drag is very low and mainly due to the surrounding air. On a crenellated surface, it is a consequence of the liquid impacting the side of the squares. Last, a drop sliding on another liquid decelerates because of wave resistance arising from the wake it generates. In a second part, we characterize viscous threads deformations. Compression and torsion of the filaments result into viscous buckling, which we compare to elastic buckling. However, if the thread is not forced to move, the evolution of its shape comes out of a balance between viscous, gravity and capillary effects.