Impact sur le séchage

L’impact de la forme des liaisons sur le taux d’évaporation sans effets visqueux dans le liquide a déjà fait l’objet d’une étude [133]. Les conclusions de cette étude sont tout à fait comparables à celles que nous pouvons tirer de nos données.

La forme des liaisons et l’angle de contact ont une influence significative sur le taux d’éva-poration pendant la phase de séchage à vitesse décroissante. L’évaluation a priori de ces pa-ramètres est expérimentalement impossible. L’application des modèles par réseau de pores pour évaluer la forme de liaisons dans le milieu poreux, à supposer qu’une telle entreprise soit envisageable, nécessite une connaissance précise de l’angle de contact.

La combinaison avec les effets visqueux offre une vision plus complète de l’impact de la forme des liaisons. Cependant, comme le montre l’analyse du point précédent, les systèmes qui requièrent à la fois une modélisation des effets visqueux et des films ne représentent qu’une petite partie des systèmes. Dans ces situations, l’évaluation de l’angle de contact peut théoriquement mener à des conclusions très variées.

VI.7 Discussion et conclusion pour les modèles par réseau de

pores

Nous présentons dans ce chapitre un modèle d’évaporation en milieu poreux basé sur les réseaux de pores, similaire à ceux rencontrés dans la littérature ([133],[134],[136]). Plusieurs phénomènes de transport de matière sont pris en compte :

– la diffusion en phase gazeuse,

– la convection dans les films liquides aux parois des liaisons,

– la convection dans la région saturée en liquide dû à la pression capillaire. La limitation de ce transport mène à l’apparition d’effets visqueux, également pris en compte dans le modèle.

Nous examinons l’algorithme permettant la description des effets visqueux. Nous montrons ainsi les différences entre les algorithmes de Yiotiset al. [145] et de Metzgeret al.[136]. Nous décrivons un ensemble de cas intermédiaires, dont la validité physique est limitée, mais qui mettent en évidence le fait que les deux algorithmes existant se placent à deux extrêmes du point de vue du rapport des temps caractéristiques de vidange des liaisons et de stabilisation

des profils de pressions dans les amas liquide. Cette analyse illustre l’importance de l’utilisation de l’algorithme de Metzgeret al..

Une analyse d’ordre de grandeur des différents phénomènes de transport permet de mettre en évidence trois nombres sans dimension indépendants :

– Cagf comparant le transport par film et le transport par diffusion en phase gazeuse, – Ca_{f l} comparant le transport par film et le transport par convection en phase liquide, – y

m ^{caractérisant l’épaisseur du film au niveau du ménisque.}

La combinaison de ces trois nombres permet une étude générale des effets visqueux combinés aux films au travers de deux groupements : Cagf

y

m pour les films et Ca_{f l}y

m+ Ca_{f l}Ca_gf pour les effets visqueux. De là, quatre domaines, avec ou sans films et avec et sans effets visqueux peuvent être mis en évidence. Les différents cas simplifiés se ramènent à ceux déjà étudiés dans la littérature, quand au plus un de ces phénomènes est pris en compte. Seul le cas combinant effets visqueux et film est novateur.

Lorsque le film n’engendre pas d’effets visqueux, il ne modifie par la distribution des phases. A l’inverse, son impact sur cette distribution devient important lorsqu’il entraîne des effets visqueux. Cependant la distribution des phases est alors comparable à celle obtenue lorsque les effets visqueux sont générés par le transport par diffusion. La présence de film implique donc une augmentation potentielle des effets visqueux mais n’engendre pas de situation différentes du point de vue de la distribution des phases. L’étude qualitative des films et des effets visqueux peut donc être dissociée. Ces deux phénomènes ayant malgré tout un impact sur le taux d’évaporation, l’utilisation d’un modèle combinant effets visqueux et films peut s’avérer crucial pour une reproduction efficace de problèmes appliqués.

La modélisation des films met en évidence le nombre y

m^{, qui a un impact important sur} la portée éventuelle d’un transport par film et subséquemment de leur impact sur les effets visqueux. Cela se marque par l’apparition dey

m^{dans les deux groupements sans dimensions mis} en évidence. La définition dey

m ^{est cependant liée à une hypothèse discutée au point VI.4.2 :} l’épaisseur du film au niveau du ménisque est constante au cours du temps, identique au niveau de toutes les liaisons interfaciales et calculée par rapport au rayon de courbure de ménisque des pores de l’amas principal au seuil de percolation. Ce choix d’hypothèses peut éventuellement se répercuter sur le comportement observé du système. Lever, au moins partiellement, ces hypothèses pourrait donc s’avérer important pour affiner la description théorique du modèle.

Du point de vue pratique, cette limitation au niveau de la description dey

m ^{s’intègre dans} la question plus générale du sens physique à donner au transport par films. Nous montrons l’impact de la forme des liaisons et de l’angle de contact pour des milieux poreux fortement idéalisés et de ce fait très différents de la quasi totalité des milieux poreux réels. Dans la pratique, les sections ne sont pas constantes, la mouillabilité non plus. L’ensemble du transport par film peut donc être limité par des effets géométriques ou physiques très locaux. Comme mis en avant dans des travaux antérieurs [133], les modèles de films doivent principalement être perçu comme permettant une modélisation de l’impact moyen de ce type de transport. Des études, comme celle présentée ici, sur la forme des liaisons permettent de prédire un ordre de grandeur du transport qui peut être réalisé par les films. Les coefficient caractérisant le transport par films constituent donc des paramètres ajustables pour les modèles appliqués que nous présentons dans le chapitre VIII.