Séminaire de Mécanique d'Orsay

Le Jeudi 7 novembre à 14h00 - Salle de conférences du FAST

Formation de structures convectives de type Bénard-Marangoni durant le séchage de films minces de liquides purs

Pierre Colinet
Université Libre de Bruxelles, TIPs (Transfers, Interfaces and Processes)

Il est bien connu que l'instabilité de Bénard-Marangoni peut être générée dans des couches de liquides purs qui s'évaporent à l'air ambiant, suite au refroidissement de l'interface lié à la consommation de chaleur latente. Par contre, peu de résultats existent en ce qui concerne la prédiction du seuil d'instabilité et de la dynamique des structures convectives dans le régime non-linéaire, et ceci malgré l'intérêt de maîtriser ces phénomènes pour les techniques de déposition/séchage. Dans cette présentation, je montrerai qu'un modèle très simple sans paramètre ajustable permet de prédire le seuil d'instabilité mesuré expérimentalement, pour une gamme de liquides de différentes volatilités. En ce qui concerne la dynamique non-linéaire, on s'intéressera principalement à la croissance rapide du nombre de cellules de convection engendrée par la décroissance de l'épaisseur du film, et aux défauts que cette dynamique de type « mitose » génère. Un modèle phénoménologique est proposé afin de simuler numériquement les structures observées dans l'expérience.

Ce travail a été réalisé en collaboration avec Fabien Chauvet (maintenant au LGC – UMR 5503 à Toulouse) et Sam Dehaeck (laboratoire TIPs).

Références :
F. Chauvet, S. Dehaeck and P. Colinet, “Threshold of Bénard-Marangoni instability in drying liquid films”, Europhys. Lett. 99, 34001 (2012).
P. Colinet, F. Chauvet and S. Dehaeck, “Genesis of Bénard-Marangoni patterns in thin liquid films drying into air”, in Without bounds: a scientific canvas of nonlinearity and complex dynamics, Understanding Complex Systems, Eds: R. G. Rubio et al., Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2013).