Evaporation of sessile droplets : hydrodynamics and salt deposit patterns

Évaporation de gouttes sessiles : hydrodynamique et morphologie des dépôts salins Polluants, comme le chlorure de sodium, sur certains matériaux peut conduire à des phénomènes de corrosion atmosphérique. La prédiction et la compréhension de ces phénomènes de corrosion sont étroitement liées à la dynamique de la goutte, et notamment à l’évaporation de celle-ci. Les paramètres ambiants comme l’humidité relative, la température, le matériau du substrat ainsi que la composition de la goutte, par exemple sa concentration en polluant, modifient la dynamique d’évaporation et influencent le temps caractéristique de la corrosion. Les dépôts laissés après évaporation témoignent d’une hydrodynamique complexe et indiquent les potentiels sites de corrosion. Anticiper les zones de corrosion se révèle crucial dans de nombreuses applications industrielles pour limiter la dégradation des matériaux. Cette étude cherche à mieux comprendre la dynamique d’évaporation des gouttes sessiles, à travers des études paramétriques, avec des simulations numériques et des essais expérimentaux. Des gouttes d’eau pure sont considérées dans un premier temps, afin de simplifier le système étudié et d’analyser les différents modes. Des gouttes de solution saline sont étudiées dans un second temps. Lors de l’évaporation le sel se concentre de façon non homogène à l’intérieur de la goutte entraînant des gradients de tension de surface. Ces contraintes le long de l’interface, dites de Marangoni, donnent naissance à des écoulements internes. En fonction de la concentration initiale en polluant, de l’humidité relative, et de la taille de la goutte la morphologie des dépôts salins qui en résulte est analysée.