Titre
E-DROP : Interaction fluide-substrat et optimisation de la forme des gouttes
Résumé
Les instabilités hydrodynamiques qui apparaissent lors de la formation et
l’impact de gouttes présentent un intérêt considérable à la fois d’un point de
vue fondamental et aussi applicatif. L’objectif principal de ce travail est la
modélisation de l’impact et l’étalement d’une ou de plusieurs gouttes sur des
substrats structurés chimiquement et/ou topographiquement.
Deux techniques complémentaires sont détaillées : une méthode Level-Set
conservative dans le cas où les effets inertiels sont importants et une méthode
de lubrification lorsque l’écoulement est essentiellement contrôlé par des
effets faiblement gravitaires ou par des effets de tension de surface. Ce travail
propose en outre de combiner les deux méthodes et le bon accord avec les
profils transitoires expérimentaux démontre l’intérêt de l’approche dans le cas
d’écoulements particulièrement complexes. En termes d’applications,
quelques cas relatifs à l’impression par jet d’encre et à la microfluidique
appliquée au domaine de la synthèse in-situ d’ADN sont étudiés en détail. Les
modèles construits servent notamment à simuler numériquement l’étalement
et l’évaporation d’une ou plusieurs gouttes sur des substrats industriels bien
caractérisés.
Ce travail devrait permettre de proposer des critères pour améliorer la
performance globale de dispositifs où des surfaces structurées sont utilisées
pour piloter les écoulements.