Etude de la mise en suspension de particules lors de l’impact de gouttes

Charles MOTZKUS, thèse de doctorat de la faculté des sciences de Créteil, université Paris XII - Val de Marne, Discipline : Sciences de l’univers et de l’environnement, Spécialité : Physique des aerosols, 237p, soutenue le 14 décembre 2007 à Créteil.

L’impact de gouttes sur des surfaces est rencontré dans de nombreux procédés industriels et lors de processus naturels. L'étude de ce phénomène est fondamental afin d’évaluer les sources potentielles de contamination dans le cas de scenarios de chutes de liquide sous forme de train de gouttes. Il y a très peu de données dans la littérature sur la mise en suspension dans le cas de l’impact de gouttes millimétriques. Le but de nos travaux est d’étudier expérimentalement l’émission de particules pendant l’impact de gouttes sur un film liquide. Des experiences ont été réalisées afin d’étudier l’influence de la vitesse d’impact et du diamètre des gouttes, de l’épaisseur du film liquide, de la tension de surface et de la viscosité du liquide sur la mise en suspension de microgouttelettes. Nos resultats, originaux, ont permis de valider l’utilisation de relations semi-empiriques deja existantes, décrivant la transition entre les régimes de dépôt et d’éclaboussure, afin de déterminer la présence ou non de particules mises en suspension. Les microgouttelettes émises, de diamètre inférieur à cinquante micromètres, ont été caractérisées en termes de quantité et de distribution granulométrique. Nos résultats montrent l’influence combinée des paramètres étudiés sur la mise en suspension. Pour cette raison, il est intéressant d’utiliser les nombres adimensionnels, permettant de décrire le rapport entre les forces inertielles, de viscosité et de tension de surface, afin de comprendre physiquement la mise en suspension des particules.