Influence de la tension de surface

Influence de la tension de surface

Le dernier paramètre physique dont nous avons étudié l’influence est liésurface. L’intérêt de l’emploi de la simulation numérique est qu’elle nous permet d’étudier le rôle de ce facteur sur la forme et l’aspect de la surface libre, ce qui, expérimentalement, est difficile à réaliser. 5-10), la tension de surface n’a pas une réelle influence: l’épaisseur reste constante lorsque varie le facteur tension interfaciale. De légères différences sont tout de même à noter dans la région transitoire mais cela peut rester négligeable. Par conséquent, quand la viscosité est très grande, elle a peu d’influence sur le rôle de la tension de surface. 5-11), la tension de surface joue un rôle important sur la forme du film extrait. Pour une faible tension de surface, la matière se répartit tout le long du moule depuis la hauteur de trempe. Pour une valeur plus grande, cette hauteur est perdue et on retrouve le phénomène de décrochement de matière au cours de la remontée déjà observé à très faible viscosité. En fait, pour de grande tension de surface, la force qui vient s’appliquer est plus importante que celle fournie par le mouvement de remontée du moule. Malgré le contact collant, la matière se décroche pour venir se tasser dans les zones inférieures de l’épaisseur. diminution conduit à des temps de calcul beaucoup trop importants comme nous l’avions montré dans le Chapitre 4. Il est possible comme dans les cas à faibles viscosités de reconstruire les courbes à grandes tensions de surface. Pour cela nous utilisons les mêmes méthodes décrites dans le sous paragraphe 5.1.2.1.

Variation de la masse de l’épaisseur en fonction de la tension de surface

Le moule est ensuite laissé pendant près d’une heure dans la même position « verticale » pour que le fluide s’écoule. Tous les quarts d’heure, il est tourné de 90° selon son axe de symétrie pour permettre un écoulement régulier de l’ensemble de l’épaisseur. Cette étape est difficile à mettre en œuvre numériquement car les pertes de matières sont très grandes et les épaisseurs obtenues très fines. Pour modéliser de tels cas, il faut travailler avec des tailles de mailles beaucoup plus petites que celles employées jusqu’à présent, ce qui n’est pas réalisable actuellement. En effet, numériquement nous avons trouvé des épaisseurs comprises entre 1,19 et 3,34mm, soit une masse de matière retenue autour du moule de 410g environ. Industriellement, il est obtenu au final une épaisseur comprise entre 0,34 et 0,54mm, soit une masse de matière retenue de 68g environ. La différence de masse entre avant écoulement et après est donc de 342g soit une perte de 83,4%. C’est donc durant cette étape que va se déterminer l’épaisseur finale extraite autour du moule contrairement au cas du trempage des gants où cette étape est inexistante et juste répartition de la matière tout autour du moule.

Dans ce chapitre, nous avons présenté l’influence de paramètres physiques tels que la vitesse de retrait, la tension de surface, la viscosité et la forme du moule sur les épaisseurs extraites au cours du trempage.  La tension de surface est la force venant s’opposer à la gravité : elle permet de réduire les pertes de matières lorsque la viscosité est faible. Par contre pour de forte viscosité, elle est négligeable. D’autre part, nous avons montré que plus la viscosité du bain est faible, plus les épaisseurs retirées sont petites et plus la vitesse de remontée est grande, plus elles sont importantes. Nous avons également examiné des cas avec des formes de moules complexes : le cas de l’entre doigts et celui de l’implant mammaire axisymétrique. Nous avons pu mesurer les épaisseurs dans ces deux cas mais les problèmes de temps de calcul (15 jours pour un cas) rendent difficiles l’exploration complète de ces deux cas tests.