Transitions de mouillage des alcanes sur l'eau : rôle des interactions entre interfaces - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2000

Transitions de mouillage des alcanes sur l'eau : rôle des interactions entre interfaces

Résumé

WETTING TRANSITIONS OF ALKANES ON WATER: Influence of interfacial interactions. This study concerns the influence of interfacial interactions on wetting transitions. It is based on the experimental investigation of the wetting properties of alkanes on water. A study by ellipsometry confirms that, in the considered systems, the usual wetting transition between partial wetting (at low temperatures) and complete wetting (at high temperatures) is replaced by a sequence of two transitions: a first-order wetting transition followed by a critical wetting transition. The intermediate wetting state between the two transitions has been dubbed ?frustrated-complete wetting? as it corresponds to a mesoscopic wetting film, prevented from being macroscopic only by the van der Waals interactions. The measured first-order wetting transition temperature agrees with a calculation within the phenomenological Cahn theory, modified to take into account the low adsorption states. The critical wetting transition follows from the interfacial interaction due to the intermolecular van der Waals forces. It is described theoretically within the DLP theory, which enables to calculate precisely the critical wetting temperature. Addition of a surfactant (AOT) considerably lowers the alkane/water surface tension, which increases the amplitude of the thermal fluctuations of the corresponding interface. It enables one to study quantitatively the interfacial entropic repulsion due to thermal fluctuations and its influence on the critical wetting transition. Finally, the oil recovery rate after gravity drainage through a hydrophilic porous medium saturated with water is measured as a function of the wetting state of oil on water.
TRANSITIONS DE MOUILLAGE DES ALCANES SUR L?EAU : rôle des interactions entre interfaces. Cette thèse étudie le rôle des interactions entre interfaces dans les transitions de mouillage à partir de l?étude expérimentale du mouillage des alcanes sur l?eau. Effectuée par ellipsométrie, cette étude confirme que, dans les systèmes considérés, la transition de mouillage entre l?état de mouillage partiel, aux basses températures, et l?état de mouillage complet, aux températures élevées, est remplacée par la succession de deux transitions : une transition de mouillage du premier ordre suivie d?une transition de mouillage critique. L?état de mouillage intermédiaire observé entre les deux transitions est appelé " état de mouillage complet frustré ", car il correspond à l?observation d?un film de mouillage mésoscopique, que seules les interactions de van der Waals empêchent d?être macroscopique. La température expérimentale de transition de mouillage du premier ordre est en bon accord avec un calcul effectué dans le cadre de la théorie phénoménologique de Cahn, modifiée pour tenir compte des états de faible adsorption. La transition de mouillage critique est due aux interactions intermoléculaires de van der Waals, qui engendrent une interaction effective entre interfaces. La théorie DLP permet de décrire théoriquement cette interaction entre interfaces et de calculer précisément la température de transition de mouillage critique. L?utilisation d?une molécule tensioactive, l?AOT, permet d?abaisser considérablement la tension interfaciale entre un alcane et l?eau, et d?augmenter ainsi l?amplitude des fluctuations thermiques de l?interface correspondante. Cela permet alors d?étudier quantitativement la répulsion entropique entre interfaces due à ces fluctuations thermiques, et son influence sur la transition de mouillage critique. Enfin, le taux de récupération de pétrole lors de son drainage par gravité à travers un milieu poreux hydrophile recouvert d?un film d?eau est mesuré en fonction de l?état de mouillage du pétrole sur son substrat aqueux.
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Dates et versions

tel-00000965 , version 1 (08-01-2002)

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  • HAL Id : tel-00000965 , version 1

Citer

Emanuel Bertrand. Transitions de mouillage des alcanes sur l'eau : rôle des interactions entre interfaces. Analyse de données, Statistiques et Probabilités [physics.data-an]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2000. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00000965⟩
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