Un système modèle pour comprendre la coalescence et ses conséquences sur les écoulements gaz-liquides – CoLiFlow

Nous souhaitons utiliser des systèmes modèles, des mélanges de liquides miscibles, pour étudier de façon quantitative le lien entre coalescence et comportement d’écoulements diphasiques gaz-liquide. Nous avons montré récemment que les films de mélanges de liquides sont stabilisés par un effet d’élasticité de surface complétement décrit par la thermodynamique des mélanges, et qui peut être pleinement contrôlé expérimentalement. Nous proposons de mener différentes expériences à des échelles allant du film unique à l’écoulement macroscopique gaz-liquide, et de les coupler à des résolutions numériques pour comprendre les mécanismes en jeu lors de la coalescence d’un film liquide, d’une bulle de surface, d’une lame d’air et d’une mousse formés dans un mélange de liquides. Ces résultats seront reliés de façon quantitative aux différents régimes observés en injectant un gaz dans un mélange. Notre projet permettra de comprendre et de décrire les phénomènes de coalescence en présence d’élasticité de surface ainsi que l’effet des paramètres physico-chimiques sur les écoulements diphasiques. Cette compréhension est essentielle dans de nombreuses applications où le contrôle de la formation de mousses dans des liquides en écoulement est crucial, soit au cours des procédés de fabrication ou de transport - dépressurisation, entrainement d'air au cours de mélangeage... -, soit dans les conditions d'usage de certains liquides, par exemple les lubrifiants pour lesquels l'apparition de bulles joue sur l'efficacité.