Saint-Gobain

Reference : 577541

THESE - Spray et formation d’un film liquide sur un réseau 2D de fibres de verre (H/F)

  • Research and Development
  • France
    AUBERVILLIERS
  • Thesis
  • Posting date : 04/07/2020

Position description

Saint-Gobain Research Paris est l’un des huit grands centres de recherche de Saint-Gobain. Basé en région parisienne, ses grands domaines de recherche sont liés au verre, aux matériaux de construction et à l’habitat en général. Préparer le futur en imaginant les produits et procédés de demain autour de l’habitat, l’énergie et l’environnement, tel est le quotidien de ses équipes de recherche (http://www.sgr-paris.saint-gobain.com/).

 Le laboratoire du LadHyX est spécialisé dans l’hydrodynamique et les interactions fibre/liquide notamment pour des thématiques de récupération d’eau de pluie. En particulier, la capture de gouttes sprayées sur des réseaux de fibres a été étudiée ainsi que les phénomènes d’élastocapillarité associés.

 

Contexte et objectifs

        Dans le procédé de fabrication de nombreux produits composites de Saint Gobain, un liant organique est pulvérisé sur un réseau de fibres de verre pour lui donner une tenue mécanique. L’étape de spray du liant sur les fibres conditionne sa répartition (gouttes ou film continu de liant) ainsi que la quantité retenue par le produit.

        La capture de goutte par des fibres est un sujet de recherche très actif mais la plupart des études fondamentales se concentrent sur une fibre unitaire [1] ou bien un réseau de fibre bien contrôlé [2]. Plusieurs régimes de capture existent, pilotés soit par capillarité soit par l’inertie. Depuis quelques années, l’influence de la flexibilité de la fibre est prise en compte et complexifie le problème via les phénomènes d’élastocapillarité [3] et les interactions fibre/liquide. La capture sur des réseaux plus complexes 2D avec des fibres orientées aléatoirement, commence à être un sujet de recherche abordé par le LadHyX mais de nombreuses questions ouvertes subsistent.

 

        Dans le cadre de cette thèse, nous étendrons le sujet à un réseau aléatoire de fibres, plus ou moins dense afin de se rapprocher des matériaux industriels de St Gobain. Nous étudierons la capture et la répartition d’un ensemble de goutte sprayées sur un matériau fibreux avec notamment, l’objectif de former un film de liquide continu à sa surface. L’objectif principal de la thèse est de comprendre comment un ensemble de gouttes peut fusionner en un film homogène, sur le substrat fibreux. En parallèle de cette thématique fondamentale, vient se coupler également la technologie du spray. Le deuxième objectif de la thèse est de comprendre comment influent les différents paramètres (taille de goutte, vitesse d’impact…) pour contrôler la capture et la répartition sur les fibres. Les liquides étudiés seront dans un premier temps des liquides modèles newtoniens (eau, huile) pour ensuite s’orienter vers des systèmes de physico-chimie plus complexe.

Figure 1 :  Spray d’eau sur un réseau aléatoire de fibres de verre.  Fibres de verre de diamètre 10 µm.

[1] É.Lorenceau, C. Clanet, D. Quéré, Journal of Colloid and Interface Science 279 192–197 (2004)

[2] Capturing aerosol droplets with fibers, R. Labbé and C. DupratSoft Matter 15, 6946-6951 (2019)

[3] Capillary stretching of fibers, C. Duprat and S. Protière, EPL 111, 56006 (2015)

REQUIRED QUALIFICATIONS

Élève-ingénieur en fin de cycle ou Master 2 ayant une formation physico-chimiste avec des compétences en physique des liquides, matière molle. Des qualités d’organisation et de communication écrite et orale, en français comme en anglais, sont indispensables.

Who are we ?

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Avec un chiffre d’affaires de 42,6 milliards d’euros en 2019, Saint-Gobain est présent dans 68 pays avec plus de 170 000 collaborateurs.

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