Hydronamics of liquid films decorated with surfactants

Le revêtement par voie liquide représente un enjeu stratégique pour l’industrie verrière car il permet une fonctionnalisation rapide et efficace de larges surfaces. Bien qu’attrayant, le dépôt par voie liquide de couches fines et transparentes se heurte actuellement à l’apparition de défauts dans le film lors du séchage, détériorant alors la qualité optique des verres. En effet, l’établissement d’écoulements de Marangoni, induits par des gradients de tension de surface peut être à l’origine de l’apparition de défauts ou du démouillage du film. Le projet dans lequel s’inscrit cette thèse est d’améliorer notre compréhension des phénomènes hydrodynamiques dans ces films minces et de leur influence sur l’homogénéité du revêtement final. Dans cette thèse, nous nous intéressons au couplage des effets d’évaporation et d’adsorption des tensioactifs à la surface qui peuvent induire des écoulements de Marangoni et des instabilités hydrodynamiques dans un film étendu. Nous étudions en particulier l’influence des conditions de dépôt (taux d’évaporation, épaisseur initiale... ) et de la physicochimie des tensioactifs sur la stabilité du film. La combinaison d’expériences modèles, de modélisations théoriques et de simulations numériques ont conduit à une meilleure compréhension de l’instabilité et à la mise en évidence les paramètres clefs qui la contrôle.Wet film deposition is a key process in glazing industry as it is a quick and efficient way to functionalise large surfaces. Achieving thin and homogeneous waterborne coatings on glazing is a major challenge. Although attractive, the development of such coatings is still limited by the apparition of defects in the liquid film during the drying step. Yet, in extended flat films Marangoni flows, induced by surface tension gradients, can result in defects or film dewetting. In this PhD thesis, we tackle how the coupling of solvent evaporation and surfactant adsorption at the surface can induce Marangoni flows and hydrodynamic instabilities in drying flat films. The influence of the coating conditions (evaporation rate, initial thickness...) and the surfactant adsorption dynamics over the film stability are questioned. The combination of experimental and theoretical models and numerical simulations led to a better understanding of the instability and the highlights the key parameters that control it