Abstract FR:

Les films liquides minces ruisselant sur des parois inclinees sont impliques dans de nombreuses applications industrielles ou entrent en jeu des transferts de matiere et de chaleur. L'interet qu'on leur porte tient a la presence d'ondulations a la surface auxquelles on prete la faculte d'accroitre les echanges avec la phase gazeuse. Le present travail, a caractere experimental, tente de lever le voile sur quelques questions relatives a ce probleme et restees jusque-la sans reponse. A cette fin, nous avons selectionne un couple de fluides reproduisant une experience d'absorption non isotherme d'une vapeur par un solvant non volatil et une installation autorisant une circulation a co-courant du gaz et du liquide a ete concue. L'interet de l'appareillage mis en uvre reside dans la possibilite de forcer l'apparition d'ondes bidimensionnelles periodiques dont on controle l'amplitude et la frequence d'emission par le biais d'un dispositif electroacoustique. Parallelement, une instrumentation de nature optique constituee par une camera ccd lineaire haute-resolution et une camera infrarouge associees a un systeme d'acquisition et de traitement d'images a ete developpee. La premiere methode, fondee sur l'absorption d'un flux lumineux par un colorant, restitue en temps reel les profils de vagues et permet le calcul en differe de leurs caracteristiques tandis que la seconde fournit une mesure de la temperature superficielle du film au cours du temps. Partant de la, nous avons scinde l'etude en trois parties distinctes. Il est tout d'abord question en l'absence de transfert de matiere et de chaleur, de la definition et du recensement des differents types de structures qui apparaissent a la surface du solvant. Pour des nombres de reynolds moderes et de faibles inclinaisons de la plaque support, trois grandes familles d'ondes sont identifiees en accord avec les resultats theoriques et numeriques disponibles dans la litterature : vagues solitaires aux basses frequences, ondes sinusoidales et quasi sinusoidales aux frequences elevees et solitons aux frequences intermediaires. On s'apercoit en outre que les transitions entre ces differents regimes donnent lieu a des instabilites secondaires pouvant conduire a des comportements desordonnes. Les deux etapes suivantes sont devolues d'une part au transport de chaleur et d'autre part au transfert de matiere associe a un effet thermique dans un champ de vagues. Nous examinons successivement la circulation sur la plaque d'un courant chaud induit par un choc thermique applique a l'entree et l'absorption du dioxyde de soufre. Les mesures simultanees de la temperature interfaciale et de l'epaisseur du film realisees dans ces conditions font l'objet d'une discussion comparative approfondie. Sur la base de ces observations et en tenant compte de la physique de l'ecoulement, nous proposons, pour finir, une interpretation des mecanismes de transferts de matiere et de chaleur dans les films minces ondes.