Loi de Young-Dupre

Loi de Young-Dupre

Loi de Young-Dupré

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Gouttes de différents liquides sur le même solide. A est peu mouillant sur ce solide (avec un grand angle de contact). C est plus mouillant (avec un angle de contact faible).

Une goutte de liquide posée sur un solide peut être plus ou moins ronde ou plate.

Un angle de contact faible (goutte très plate) constitue une situation de bon mouillage. À la limite où l'angle devient nul (et au-delà, lorsque le paramètre d'étalement devient positif, le mouillage est dit total.

À l'inverse, lorsque l'angle de contact est grand (goutte formant une sphère plus complète), on parle de mauvais mouillage, jusqu'à la limite de mouillage nul (voir l'effet lotus et les matériaux superhydrophobes).

Loi de Young-Dupré pour l'angle de contact

Goutte de liquide sur une surface solide idéale (situation de mouillage partiel. L'angle entre la surface fluide et la surface solide est appelé angle de contact.

Dans une situation de mouillage partiel où le paramètre d'étalement est négatif, la loi de Young-Dupré donne l'expression de l'angle de contact statique (voir le schéma) d'une goutte liquide déposée sur un substrat solide, en équilibre avec une phase vapeur:

\cos\theta=\frac{\gamma_{SV}-\gamma_{SL}}{\gamma_{LV}}

où:

γSV, γSL et γLV désignent respectivement la tension superficielle des interfaces solide/vapeur, solide/liquide et liquide/vapeur.

Limites

Lorsque la quantité \frac{\gamma_{SV}-\gamma_{SL}}{\gamma_{LV}} n'est pas comprise entre -1 et +1, il n'existe plus d'angle de contact θ qui satisfasse la loi de Young-Dupré ci-dessus : on n'est plus dans une situation de mouillage partiel. Dans ce cas, le paramètre d'étalement du liquide ou celui du gaz devient positif, et l'on a mouillage total du liquide sur le solide (film de liquide) ou du gaz sur le solide (film de gaz entre le solide et le liquide).

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