Finaliste Prix EPFL de doctorats 2019 – Gioele Balestra
© 2019 EPFL - G. Balestra
Mention spéciale du jury à Gioele Balestra pour sa thèse “Pattern formation in thin liquid films: from coating-flow instabilities to microfluidic droplets”
Thèse EPFL n°8828 (2018)
Directeur de thèse : Prof. F. Gallaire
Les films liquides sont omniprésents dans la nature et les applications technologiques. Il suffit de penser aux coulées de lave ou aux films entourant les gouttes confinées dans les micro-canaux. Nous avons tous déjà observé les motifs formés par ces écoulements, comme les larmes du vin dans un verre ou les gouttes de condensation sous le couvercle d'une casserole.
La présente thèse vise à étudier la formation des motifs dans ces écoulements sous différentes configurations. Un modèle théorique a été développé et complété par des analyses de stabilité avancées, des simulations et des expériences.
Nous avons montré que l’instabilité gravitationnelle des films liquides situés au-dessous d’un substrat courbé ou incliné est à l'origine des formes de certaines formations calcaires dans les grottes. De plus, nous avons décrit un régime de film stable qui peut être utilisé pour produire des coques élastiques de manière robuste et variable.
Nous avons aussi caractérisé en détail les profils des films entourant les gouttes pour mieux prédire leur dynamique dans les dispositifs de microfluidique.
Bien que les configurations étudiées présentent de grandes différences, nous avons montré que les problèmes traités et la sélection de motifs peuvent tous être décrits par des équations de lubrification similaires.