ÉTUDE DE DÉFORMATION DE GOUTTE ET DE FILM MINCE INDUITE ÉLECTRIQUEMENT

Abstract

The subject of this thesis is the deformation of liquid droplets and liquid films in electrical fields, within the frame of the electrowetting approach. The first part deals with electrostatic edge effects occurring near the three-phase line druing an electrowetting experiment. Direct drop profile and curvature measurements during electrowetting experiments showed a curvature increase close to the contact line, due to a strong electrostatic pressure near the edge of the liquid.In the second part, macroscopic drop deformation is considered. We propose a novel electrode geometry of a bi-layered capacitor. We present a unique sample presenting a positive, negative or null wetting contrast between 2 areas, depending on the ratio of the applied voltages. We also provide analytical calculations and simulations of the electrical field in such samples, showing electrostatic edge effects. Our model predicts a lenghtscale for the transition between the two areas, which is of the order of the total thickness of the bi-layered capacitor.The last part deals with the behaviour of a dielectric liquid film submitted to electrostatic pressure. We present preliminary experiments in a new experiemental setup. After a first stage of spinodal decomposition, we find that a thin oil layer, although non uniform, is still present between macroscopic droplets. We conclude that a better knowledge and monitoring of the actual wetting state of the oil on the solid is necessary in order to extract quantitative information on this layer.L'objectif de cette thèse est l'étude de la déformation de gouttes et de films minces sous l'effet du champ électrique, dans le cadre de l'électromouillage.La première partie de cette thèse concerne l'étude des effets de bord électrostatiques au voisinage de la ligne triple. Nous avons pu mettre en évidence une variation de courbure lors d'expériences d'électromouillage par mesure directe de courbure à partir du profil de l'interface liquide/air, due à un effet de pointe dans le coin de liquide.La déformation macroscopique de gouttes est l'objet de la seconde partie de cette thèse. Nous nous sommes intéressés à une géométrie inédite d'électrodes, formant un condensateur bicouche. Nous avons ainsi créé un susbtrat présentant un contraste de mouillage positif, négatif et nul entre deux zones en fonction du choix du rapport des tensions. Nous avons également étudié le champ électrique qui règne dans ce système, ce qui a permis de mettre en évidence des effets de pointe et une taille caractéristique de la distance de variation de contraste entre les deux zones.Enfin, dans la dernière partie nous nous sommes intéressés au comportement d'un film d'huile soumis à une pression électrostatique. Nous avons réalisé des expériences préliminaires dans un système eau/huile/isolant en vue de mesurer la variation d'épaisseur d'un film d'huile sous champ électrique, par ellipsométrie. Ces expériences ont permis de mettre en évidence l'importance de la détermination de l'état de mouillage réel de l'huile sur le diélectrique au cours des expériences