Thèse soutenue

Etude expérimentale et théorique du début de l'atomisation des films liquides cisaillés horizontaux en présence d'un changement brusque de géométrie : application aux essuie-glaces

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Auteur / Autrice : Evangelos Bacharoudis
Direction : Hervé BratecLarbi LabragaJean-Marie Buchlin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance le 28/11/2012
Etablissement(s) : Valenciennes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de thermique, écoulement, mécanique, matériaux, mise en forme, production (Valenciennes, Nord ; 2010-2014)
Pôle de recherche et d'enseignement supérieur (PRES) : Communauté d'universités et d'établissements Lille Nord de France (2009-2013)
Jury : Président / Présidente : Abdelhak Ambari
Examinateurs / Examinatrices : Hervé Bratec, Larbi Labraga, Jean-Marie Buchlin, Jean Boisson, Patrick Gilliéron, Jean-Luc Harion, Laurent Keirsbulck, Camille Solliec
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean Boisson, Patrick Gilliéron

Résumé

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La conduite à grande vitesse d’une voiture dans des conditions dangereuses, tel un environnement très poussiéreux, est une des situations auxquelles sont confrontés les conducteurs. Dans ce cas, les essuie-glaces doivent fonctionner correctement et nettoyer efficacement le pare-brise sale pour à la fois assurer la sécurité des passagers et le bon fonctionnement des différents organes du véhicule. La mise en route des essuie-glaces entraîne l’activation des buses d’injection du liquide nettoyant qui s’atomise et qui se dépose sur les essuie-glaces et le pare-brise. Une fine couche du liquide se développe sur les surfaces des balais d’essuie-glace. Lorsque l’injection s’arrête et que les essuie-glaces continuent leur mouvement, la fine couche de liquide interagit avec le champ d’écoulement d’air extérieur. Il en résulte une génération de gouttelettes qui sont emportées par l’air en s’éloignant des balais d’essuie-glace. Une partie de ces gouttelettes impacte le pare-brise avec pour conséquence un nettoyage insuffisant et une mauvaise visibilité pour le conducteur. Dans cet exemple, les essuie-glaces peuvent à la fois enlever la poussière du pare-brise mais aussi être à l’origine de la formation des gouttelettes et de leur impact sur le pare-brise. Le phénomène d’interaction air-liquide sur les essuie-glaces produisant une génération de gouttelettes, leur transport et leur impact sur le pare-brise est connu sous le vocable ‘Overspray’ dans le domaine de l’automobile. Il est important de tenir compte du phénomène d’Overspray pour la conception et laréalisation des essuie-glaces. Bien que ce phénomène ait été mis en évidence depuis longtemps, les mécanismes qui le régissent demeurent encore peu connus. C’est pour cette raison que les essuie-glaces ne parviennent pas à satisfaire tous les critères de qualité liée à leur fonction. Cette thèse vise à une meilleure compréhension du phénomène de l’Overspray en mettant l’accent sur les interactions air-liquide pour la génération des gouttelettes, et plus particulièrement sur les conditions critiques où le film commence à s’atomiser. Cette étude a été réalisée essentiellement par voie expérimentale à partir de laquelle un modèle a été proposé.