Etude des propriétés optiques de la buée, application à un capteur de condensation

Investigation of the optical properties of breath figures. Design and development of a condensation sensor

• Auteur / Autrice : Maria Angeles Marcos Martin
• Direction : Daniel Beysens
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique option Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 13

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diffraction

Condensation

Résumé

La condensation de vapeur sur une surface, sous forme des gouttes a constitué le sujet d'étude de cette thèse. D'une part nous avons étudié divers paramètres lies a la croissance des gouttes, notamment dans le régime de coalescence. Nous avons trouve une loi logarithmique d'évolution du nombre des coalescences en fonction du temps. Le déplacement total des centres des gouttes lors des coalescences à un instant t est proportionnel à la taille de la goutte à cet instant. Enfin nous avons étudié la surface balayée par les gouttes en régime de coalescences, ou ce qui revient au même, la fraction de surface qui n'a jamais été mouillée par une goutte : nous avons trouve que la fraction de surface sèche décroit avec le temps en loi de puissance. D'autre part, dans le but de concevoir un capteur de condensation nous nous sommes servis des propriétés optiques de gouttelettes en tant qu'objets diffractant, sur un substrat réfléchissant. Nous avons considère en première approche les gouttes comme des centres noirs. D'autres modèles plus réalistes ont été étudiés, qui tiennent compte de la transformation de phase induite par les gouttes. La comparaison avec l'expérience nous a montre que le modèle des gouttes noires constitue une très bonne approximation. Avec ce modèle nous avons trouve la relation entre la valeur a l'ordre zéro de l'intensité et le taux de surface couverte par les gouttes : l'intensité a l'ordre zero est proportionnelle au carre du taux de surface non couverte. Ceci a été vérifié pour des surfaces de mouillabilités variables. Dans des cas extrêmes nous avons observe des oscillations en fonction du temps que nous avons interprétées comme un effet de corrélation entre gouttes. Nous avons mis au point un premier prototype de capteur optique de condensation destine à contrôler la quantité de vapeur bactéricide condense dans un procédé de stérilisation des lyophilisateurs.