Caractérisation stochastique des sprays ultrasoniques : le formalisme de l'entropie maximale/

Développer une méthode de caractérisation théorique complète d'un spray sur base de la connaissance du mécanisme de formation des gouttes et pouvant être appliquée de façon similaire quel que soit le type de spray, constitue l'axe central de la présente recherche. La difficulté principale étant la connaissance de la physique de rupture de la nappe liquide en gouttelettes, l'étude entreprise s'est attachée à la description du spray ultrasonique, qui a l'avantage d'impliquer un mécanisme de formation d'ondes de surface (ondes de Faraday) largement étudié. Les moyens mis en oeuvre pour trouver la loi de distribution théorique qui décrit au mieux la pulvérisation ultrasonique sont, d'un côté, l'analyse de l'instabilité des ondes de surface, qui permet de déterminer les caractéristiques moyennes du spray, et de l'autre, une méthode stochastique, le formalisme de l'entropie maximale, qui fournit la distribution la plus probable basée sur les caractéristiques moyennes et sur les lois de conservation élémentaires applicables à tout type de pulvérisation (conservation de la masse et de l'énergie). La validation expérimentale de cette nouvelle approche théorique a permis en outre de développer de nouveaux designs de pulvérisateurs performants.// To develop a method of complete theoretical characterization of a spray based on the knowledge of the of droplet formation mechanism and being able to be applied in a similar way whatever the type of spray, constitute the central axis of this research. The main difficulty being the knowledge of the physics of liquid film break-up into droplets, the study undertaken was concerned with the description of the ultrasonic spray, which has the advantage of implying a mechanism of formation of surface waves (Faraday waves) largely studied. The means implemented to find the theoretical droplet size distribution which describes ultrasonic atomization as well as possible are, first, analysis of surface waves instability, which allows to determine the average characteristics of the spray, and then, a stochastic method, the maximum entropy formalism, which provides the most probable distribution based on the average characteristics and the elementary laws of conservation applicable to any type of atomization (mass and energy conservation). The experimental validation of this new theoretical approach made it possible moreover to develop new designs of powerful ultrasonic atomizers.