Hydrodynamique aux interfaces

1802 mots 8 pages
Hydrodynamique aux interfaces
Christophe Clanet - David Quéré

Superhydrophobie Pourquoi une goutte d'eau ressemble-t-elle à une perle quand on la pose sur une feuille de lotus (photo ci-contre), alors qu'elle s'étalerait sur du verre ? L'effet est d'abord chimique : le verre, contrairement à la cire qui recouvre la feuille de lotus, a une forte affinité pour l'eau. Ainsi, une goutte d'eau s'étale plus facilement sur du verre propre que sur du verre recouvert d'huile ou de cire. A cela s'ajoute un effet physique : la surface de la feuille de lotus est couverte de bosses de taille micrométrique. La goutte ci-contre n'est donc pas posée à plat sur la feuille, elle repose seulement sur le haut de ces bosses comme un fakir sur son tapis de clous. Nous avons reproduit cet effet sur des surfaces constituées de forêts de micropiliers réalisées grâce à des techniques de microfabrication.

Cette situation où la goutte repose sur le sommet des rugosités n'est pas toujours la plus stable : une goutte peut préférer plutôt remplir la micro-texture. Nous avons étudié la transition d'un état "fakir" à un état "planté" de différentes manières : par des expériences de presse, d'évaporation ou d'impact. On observe que la transition dépend des caractéristiques géométriques de la texture et qu'elle disparaît sur des surfaces fortement rugueuses. Nous avons également réalisé des surfaces à gradient de densité de plots et avons discuté la possibilité d'observer des mouvements spontanés de gouttes. Enfin, nous avons étudié l'imprégnation de liquides mouillants dans ces surfaces à géométries bien contrôlées et en avons tiré des lois d'imprégnation.

Des gouttes d'eau posées sur ces surfaces sont des objets très mobiles dont la dynamique n'est pas bien comprise. Pour mieux comprendre les forces de dissipation entrant en jeu dans ces systèmes, nous nous intéressons au dévalement de gouttes sur un plan incliné superhydrophobe. Au bout d'une certaine distance, la goutte

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