CHAPITRE 1 - PROPRIÉTÉS PHYSICO-CHIMIQUES DES SURFACES
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3. Mouillabilite
Que se passe-t-il lorsque, chez soi, on fait une sauce vinaigrette ou qu’on repeint
sa salle de bains ? Que voit-on lorsque la pluie commence à tomber sur notre
parapluie ? Qu’arrive-t-il, si à l’atelier, on procède à un traitement de surface ou
si on fait a u laboratoire de la croissance cristalline ? Quand on travaille bien
chez soi, l’expérience montre que la peinture s’étale parfaitement sur le mur et
qu’au repos il y a des gouttes de vinaigre dans l’huile ou vice versa. Sur le parapluie se forment des gouttes qui finissent par rouler sur le tissu imperméabilisé.
À l’atelier ou au laboratoire les résultats peuvent être tout à fait inattendus. Avec
ces petites ou grandes expériences, on teste la notion de mouiiiabilité (wetting).
La peinture << mouille >> le plâtre (elle est conditionnée pour produire cet heureux
résultat) et l’eau ne mouille pas le parapluie dont le tissu est conçu pour que des
gouttes se forment dessus au lieu de le traverser. Ces gouttes, plus ou moins
grosses, plus ou moins étalées, ont une forme qui permet de minimiser l’énergie
totale du système.
Du point de vue physique, on considère une phase solide S sur laquelle se
déposent des atomes ou molécules de phase liquide L , le tout étant entouré
d’atomes ou de molécules de phase gazeuse G. L’angle 8 que fait la goutte avec le
substrat, appelé angie de contact, dépend des tensions interfaciales des
espèces en présence. L a figure 1.14 montre la configuration du système et la
répartition des forces qui s’exercent sur les interfaces.
Jase
gazeuse G
x e Phase liquide L
k G
p
YSL
4
Phase solide S
Fig. 1.14. Angle de contact à l’équilibre sur une surface solide.
En écrivant l’équilibre des forces (projection sur l’axe horizontal) on obtient
(1.13)
l’équation de Young :
YSG - YLG cos8 = sr.
où les divers ysont les tensions interfaciales.
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