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Etude de la dynamique d'étalement de fluides newtoniens et non newtoniens lors d'un processus d'enduction par rotation
| Auteur / Autrice : | Daniel Mathieu |
| Direction : | Dominique Dupuis |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Chimie |
| Date : | Soutenance en 1997 |
| Etablissement(s) : | Mulhouse |
Mots clés
Résumé
Ce travail porte sur l'étude de l'influence de la rhéologie et des conditions de mouillage sur l'étalement forcé de fluides et sur les instabilités qui en résultent (formation de doigts au voisinage de la ligne de contact). Un dispositif expérimental a été construit permettant l'analyse de la forme d'une goutte en rotation sur une surface horizontale. Différentes techniques optiques ont été mises en oeuvre : photographie, interférométrie et moiré. Le choix des fluides (mélanges et solutions de polydiméthylsiloxane (PDMS) et une huile de polybutène) et des supports solides (plaquettes de silicium) a été particulièrement crucial. L'étalement spontané est conforme à la théorie (peu d'influence de la nature du fluide). Lors de l'étalement forcé des PDMS, la vitesse de variation de l'épaisseur suit parfaitement la loi théorique. Par contre, pour le rayon des gouttes, des différences apparaissent. Elles sont reliées aux différences constatées pour les temps critiques d'apparition des doigts que nous avons définis. Eux-mêmes sont reliés à la présence de macromolécules de masse élevée en solution. L'influence de la rhéologie du fluide sur les instabilités est ainsi mis en évidence. L'analyse spectrale du contour de la goutte nous indique le mode dominant de l'instabilité et sa cinétique de croissance. Ils dépendent des conditions de mouillage. Ainsi la forme, le nombre et la croissance des doigts sont très différents en mouillage partiel. Comme la forme du bourrelet semble relié à l'instabilité, nous avons donc tenté de reconstruire le profil de la goutte à partir du moiré. Des résultats prometteurs mais partiels ont été obtenus. Enfin, les expériences de relaxation nous ont permis d'étudier les lois de démouillage de films métastables.