Interactions écoulement / mouillage : application au procédé Float de mise en forme du verre
Institution:
Paris 7Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work deals with two examples of interaction between a wetting front and a flow. In the first situation, dry patches open in a flowing film. Our study, both experimental and theoretical, confirms that their shape is well described by a balance between capillary effects and the weight of the rim surrounding the dry patch. To predict stability, one has to take into account secondary effects linked to the curvature of the contact line, the hydrostatic pressure in the film and the flux of momentum carried by the film. We built a general model that allows to predict the behaviour for large viscosity and also for the "inertial" case which appears in most of industrial applications. In the second situation, we look to the spreading of a viscous fluid poured onto a moving bath. We study this phenomenon with a bath of perfluorated silicon oil bearing glycerin or honey. For a static bath, the spreading is radial with a uniform height superior to the equilibrium height of Langmuir. This over-height seems to be linked to a specific property of wetting of the perfluorated oil that wets the viscous sheet and thus modifies the balance at the edge. For a moving bath, several successive ways of spreading are observed leading to a ribbon shape of the viscous sheet well predicted by a kinematical model of advection of the sheet by the flow. Finally, our study of viscous liquid allowed ifs to explore the buckling of a viscous jet onto a moving bath and to built phase diagram of the several regimes observed.
Abstract FR:
Cette thèse discute deux exemples d'interaction entre un front de mouillage et un écoulement. Dans la première situation, des zones sèches se forment dans un film en écoulement. Notre étude, expérimentale et théorique, confirme que leur forme résulte principalement d'un équilibre entre effets capillaires et poids du bourrelet entourant la zone sèche. La stabilité fait intervenir des effets secondaires liés à la courbure de la ligne de contact, à la pression hydrostatique du film et à la redistribution de la quantité de mouvement apportée par le film. Un modèle général est construit permettant de traiter les viscosités élevées, mais aussi le cas « inertiel » plus proche des applications. Dans la seconde situation, on s'intéresse à l'étalement d'un fluide visqueux injecté sur un bain en mouvement. Nous avons étudié ce phénomène avec un bain d'huile silicone perfluorée supportant du glycérol ou du miel. Pour un bain au repos, la flaque s'étale radialement avec une épaisseur uniforme supérieure à l'épaisseur d'équilibre de Langmuir. Cette surépaisseur semble liée à une propriété spécifique de mouillage de l'huile perfluorée qui remonte sur la flaque et modifie le bilan des forces en bord de flaque. Pour un bain en mouvement, on observe plusieurs régimes d'étalement successifs qui conduisent à une forme de nappe en ruban dont la forme est très bien prédite par un modèle cinématique d'advection de la nappe par le bain. Enfin, cette étude sur des fluides visqueux nous a aussi permis d'observer les régimes de flambage d'un jet visqueux impactant un bain en mouvement et de dégager des diagrammes de phases de ce phénomène en fonction des différents paramètres expérimentaux.