Écrasement d’un film liquide entre deux plans parallèles :adhérence ou glissement aux parois ?

Abstract

La condition de non-glissement aux parois constitue une condition aux limitessatisfaisante dans la plupart des modèles théoriques de mécanique des fluides et enthéorie de la lubrification. Néanmoins la mise en évidence expérimentale de glissement auxparois a conduit à remettre cette hypothèse en question de plus en plus fréquemment lorsde la dernière décennie. Des travaux théoriques prospectifs visent actuellement àoptimiser la portance et minimiser le frottement en jouant sur des alternances de zones deglissement et de non-glissement. Le glissement aux parois est fréquemment introduit dansles modèles théoriques au travers de la condition de Navier, qui stipule que la vitesse deglissement est proportionnelle au taux de cisaillement pariétal, le facteur deproportionnalité étant nommé longueur de glissement. Les longueurs de glissement signaléesdans la littérature vont de l’échelle moléculaire lors d’expériences de physique réaliséesdans des conditions microgéométriques et physicochimiques très contrôlées, jusqu’à l’ordrede grandeur de l’épaisseur de l’écoulement dans des essais de type mécanique des fluidesou lubrification. L’étude présentée consiste à solliciter en écrasement un film d’eauentre les plateaux circulaires d’un rhéomètre plan/plan à déformation imposée et à mesurerla force de réaction normale du film. Les résultats expérimentaux tendent à remettre enquestion la condition de non glissement dans les contacts conformes sollicités enécrasement, et par conséquence également les prévisions théoriques de coefficientsd’amortissement dans les mécanismes lubrifiés fonctionnant en régime hydrodynamique. Leslongueurs de glissement apparent obtenues dépassent largement l’ordre de grandeur del’épaisseur de film.