Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Soutenance de la thèse d’Alexis Duchesne effectuée sous la direction de Laurent Limat et Luc Lebon.

Mercredi 10 Décembre 2014 à 14h00

Lieu : Salle 265E bâtiment Halle aux Farines.

La soutenance sera suivie d’un pot au 6e étage du Bâtiment Condorcet.

Trois problèmes autour du ressaut hydraulique circulaire.

Résumé :

L’impact d’un jet liquide sur une plaque crée un écoulement radial divisé en deux régions, un écoulement rapide dans un film liquide mince près du jet suivi d’un écoulement lent dans un film épais séparés par un mur liquide abrupt, le ressaut hydraulique circulaire (voir figure). Nous étudions ici comment les propriétés du ressaut dépendent des conditions d’écoulement, de la géométrie et de la mouillabilité. Nous décrivons aussi le mouvement d’une goutte non-coalescente dans la région rapide.

Premièrement, nous examinons le mécanisme de sélection du rayon du ressaut. Nous montrons que le nombre de Froude (rapport entre vitesse du fluide et célérité des ondes gravitaires) mesuré à la sortie du ressaut est indépendant des paramètres physiques et faiblement dépendant des paramètres géométriques. En combinant ce résultat avec une description en lubrification de l’écoulement extérieur nous obtenons une loi simple de sélection du rayon en excellent accord avec nos mesures.

Deuxièmement, nous étudions un jet impactant perpendiculairement un plan incliné en conditions de mouillage total, partiel et de non-mouillage. Un ressaut hydraulique se forme près de l’impact suivi d’un front de mouillage, dont nous décrivons et modélisons l’évolution en fonction de la pente et du débit.

Enfin, nous explorons la dynamique d’une goutte non-coalescente dans un ressaut circulaire. Cette goutte se déplace le long du ressaut en suivant un mouvement orbital régulier, ou un mouvement irrégulier comportant des inversions. Un modèle de sphère rigide échangeant de la friction avec le liquide via un mince film d’air permet d’interpréter le mouvement périodique de la goutte et sa rotation interne.