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    Dip-coating :Comment prédire l'épaisseur des couches minces ?

    Même avec du chocolat, il est possible de mesurer l'épaisseur du revêtement sur une tige, ou sur un doigt. Crédit :ESPCI Paris

    La méthode d'immersion d'application d'un revêtement sur un objet présente un défi central :prédire l'épaisseur de la couche qui recouvrira l'objet. Cette question soulève des enjeux financiers importants pour les fabricants. Une équipe du laboratoire CBI de l'ESPCI Paris et du Collège de France a développé un cadre théorique vérifié expérimentalement pour prédire l'épaisseur du revêtement dans le cas des fluides à limite d'élasticité. Les chercheurs viennent de rapporter leurs découvertes dans le journal Lettres d'examen physique .

    Pour recouvrir un objet d'un revêtement liquide, l'objet est souvent immergé dans un réservoir de fluide puis retiré. Cette technique, connu sous le nom de revêtement par immersion, a déjà été étudiée à la fois expérimentalement et numériquement lorsque le fluide a une limite d'élasticité (comme les peintures, gels, colles, mousses ou crèmes), mais une description complète du comportement a fait défaut. Les chercheurs ont abordé ce problème en étudiant un système modèle dans lequel la symétrie axiale joue un rôle important. Elle consiste à plonger une tige cylindrique dans un bain cylindrique. Ils ont montré que l'épaisseur du revêtement déposé résulte de l'écoulement de fluide induit par le mouvement de la tige. Cependant, ce débit dépend principalement de la géométrie et des dimensions du réservoir. Pour les fluides à limite d'élasticité, c'est donc la géométrie du bain qui détermine l'épaisseur du film déposé (les dimensions de l'objet retiré étant également un facteur important).

    Ces résultats expérimentaux sont en accord avec les calculs numériques de la mécanique des fluides. Ce travail intéressera sans doute les industriels qui utilisent le procédé de dip-coating pour appliquer des revêtements, qu'il s'agisse de peintures, ciments, gels ou encore chocolat (le préféré des chercheurs).

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