Fluides Supercritiques pour l’'Environnement, les Matériaux et l’'Espace

Notre équipe est basée sur trois sites: Paris (Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris, ESPCI), Bordeaux (Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux, ICMCB/CNRS), Grenoble (CEA). Elle s’intéresse aux propriétés dynamiques des fluides subissant une transition de phase et plus particulièrement à une surface. Ce phénomène concerne à la fois la transition de phase elle-même: condensation, ébullition, le point critique y tenant alors un rôle particulièrement important, mais aussi la dynamique de la ligne de contact gaz-liquide-vapeur (mouillage dynamique). Dans ce dernier cas le transfert de chaleur joue un rôle-clé.

Les fluides concernés sont à la fois modèles et d’usage industriel ou de caractère universel (H2 et O2 à Grenoble, CO2 à l’ICMCB, H2O et alcools à l’ESPCI). Une transition de phase (évaporation, condensation) sur un substrat où le mouillage est incomplet implique le mouvement de la ligne de contact, quand goutte de liquide ou bulle de vapeur croît ou décroît. La croissance d’une assemblée de bulles ou gouttes sur un substrat entraîne aussi leur contact et leur coalescence, et par conséquent le déplacement de la ligne de contact. Ces phénomènes se compliquent d’un problème thermique, l’abandon de la chaleur latente à la ligne de contact, là où échanges de chaleur et de masse sont les plus importants. Ces investigations sont d’une grande importance en ingénierie des fluides, et notamment dans l’espace avec H2 et O2, où la transition de phase est un phénomène à la fois utile (échangeurs diphasiques) et redouté (crise d’ébullition). Les bases fondamentales de ces phénomènes ne sont cependant qu’encore imparfaitement comprises.

Nous désirons donc renforcer par des approches théorique, numérique et expérimentale la compréhension des points suivants : la dynamique de mouillage incomplet (mouvement de ligne triple), l’ébullition et la crise d’ébullition, notamment près du point critique et en fonction de la gravité - avec dans ce dernier cas l’application de vibrations contrôlées - et la condensation sur substrats superhydrophobes. Une application importante de ce dernier point concerne la condensation d’eau atmosphérique par refroidissement radiatif passif (rosée) avec pour objectif de produire de l’eau douce dans les régions arides.

 

Maj : 21/10/2016 (431)

 

 

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