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Dépôts liquides et instabilités : peut-on les domestiquer grâce à la surface ?

Sciences et Ingénierie de la Matière Molle (SIMM),
UMR 7615, Equipe Matière Molle Hors Equilibre
Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes (PMMH),
UMR 7636,
Adresse  : ESPCI – 10 rue Vauquelin – 75231 Paris Cedex 05
Etablissement de rattachement : UPMC, ESPCI ParisTech, CNRS
Contacts : Antoine Chateauminois, 01 40 79 47 87, Etienne Reyssat, 01 40 79 47 11,

 


Description du projet :

 

Pour déposer un revêtement polymère d’épaisseur micrométrique sur un substrat en verre, une méthode apparemment simple est d’apporter la matière par enduction d’un film liquide avec un rouleau, puis de la polymériser. En fait, dans de nombreux cas, des instabilités de nature capillaire apparaissent, qui prennent la forme d’ondulations périodiques de la surface du film dans la direction transverse à l’écoulement (instabilité de l’imprimeur ou « ribbing », cf Fig. 1). L’expérience montre que ces fluctuations d’épaisseurs engendrées lors du dépôt sur le rouleau ne sont pas supprimées lors du transfert du film sur le verre. Après séchage/polymérisation du film liquide, elles induisent des défauts d’aspect et de fonctionnalité dans le produit fini.


Fig. 1 : instabilités de l’imprimeur lors de l’enduction

Pour des surfaces rigides, le domaine de formation de l’instabilité est bien compris (Rabaud 1994). Il existe cependant un certain nombre de paramètres dont l’effet sur l’instabilité n’a pas été exploré. Dans le but de comprendre et de s’affranchir de ces instabilités, nous proposons dans ce projet d’explorer différentes voies, en particulier : 1) la déformabilité du rouleau ; 2) l’utilisation de reliefs ou de porosités à sa surface 3) la rhéologie du fluide. La question qui nous occupe ici est donc celle du couplage entre la géométrie et l’élasticité locales de la surface d’une part, et l’hydrodynamique et la tension de surface du liquide d’autre part, ainsi que de son effet sur l’instabilité.

 

Connaissances et compétences requises : mécanique physique, instrumentation, notions de physicochimie, goût pour la modélisation physique
Financement : Bourse CIFRE en partenariat avec Saint-Gobain Recherches (SGR) à Aubervilliers