Vendredi 8 juin à 13h30
Quand un filet de liquide visqueux s’écoule et tombe sur une surface, il flambe au contact de la surface puis il commence à s’embobiner en hélice exactement comme lorsqu’on fait couler du miel sur une tartine. Il est également fréquent d’observer qu’une corde tenue verticalement va elle aussi s’embobiner en hélice dès que l’un des bouts rencontrera une surface. Dans cette thèse, nous présentons dans un premier temps une étude expérimentale des instabilités de flambage hélicoïdal pour un liquide visqueux et une corde. Puis dans un deuxième temps, nous comparons nos résultats à un modèle numérique. Nous avons réussi à mettre en évidence l’existence de trois régimes (visqueux, gravitationnel, inertiel) différents pour un filament de liquide et nous présentons les mesures de fréquence en fonction de la hauteur de chute pour chaque régime. Nous présentons aussi des mesures des rayons obtenus pour la bobine de liquide et pour celle de la corde.
Nous montrons ici que dans une petite région du régime gravitationnel, le flambage de la bobine conduit a l’emprisonnement de bulles d’air d’une manière très particulière, formant ainsi des structures en spirale étonnantes. Nous présentons également un modèle simple qui permet d’expliquer la formation de ces structures en spirale et comment le nombre de branches et leurs courbures dépendent des paramètres du problème.
Dans un dernier temps, nous présentons une étude expérimentale du flambage hélicoïdal pour des cordes et des spaghetti soit lorsque ceux-ci sont poussés contre une surface soit lorsqu’ ils sont laissés tomber librement. Nous démontrons qu’il existe trois régimes différents de flambage hélicoïdal possibles. Nous donnons ici un cadre expérimental et théorique pour comprendre le comportement des cordes dans les différents régimes et nous expliquons la relation entre les propriétés élastiques des matériaux et leurs propriétés de flambage hélicoïdal, en particulier avec la fréquence d’embobinage. Les prédictions numériques sont en excellent accord avec les résultats des expériences réalisées.
RECRUTEMENT ACCES DIRECT
Le département de physique
Le Laboratoire de Physique de l’ENS 