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Séminaire de Marie-Caroline Jullien

Effets du confinement micrométrique sur des systèmes diphasiques


Marie-Caroline Jullien

MMN, UMR Gulliver, ESPCI.

A travers trois exemples, nous montrons que le confinement peut jouer un rôle important dans les systèmes diphasiques et doit être pris en compte dans les modèles. Les principaux résultats sont :

1) une mousse 2D confinée sur une épaisseur d’une dizaine de microns est apparemment sèche sur un plan d’observation, mais est en réalité « humide » sur une section transverse : les bords de Plateau occupent 90% de l’épaisseur. Cette conclusion a été obtenue de manière indirecte en mesurant le temps caractéristique du vieillissement de la mousse et en utilisant un modèle de diffusion du gaz à travers les films liquides entre les bulles. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec I. Cantat et J. Lambert de l’IPR-Rennes.

2) l’étude de la brisure de gouttes dans une jonction en T montre que des arguments utilisant l’instabilité de Rayleigh-Plateau ne fonctionnent plus aux échelles micrométriques ; par ailleurs, nous montrons qu’une longueur de goutte critique apparaît au delà de laquelle toutes les gouttes sont brisées. Ce mécanisme a été expliqué théoriquement et validé numériquement en collaboration avec A. Leshansky et S. Afkhami.

3) une bulle ou une goutte placée dans un gradient de température constant dans une cellule de Hele-Shaw migre dans une direction opposée aux observations faites dans des systèmes millimétriques. Nous proposons un modèle qui prend en compte la déformation du matériau constituant la cavité soumis à une contrainte thermique. Nous avons donc deux phénomènes en compétition : la thermocapillarité et l’activation thermomécanique ; la dernière devient d’autant plus importante que le confinement est élevé. Ceci a été validé en vérifiant qu’une goutte placée dans une microcavité en verre ne se dirigeait plus vers le froid. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec I. Cantat de l’IPR-Rennes.