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Hystérèse de l’angle de contact

Pour un solide, un liquide et une vapeur donnés, la relation de Young-Dupré nous dit qu’il existe un unique angle de contact. Cependant, en pratique pour un couple solide-liquide on observe une plage de données pour l’angle de contact dont les valeurs extrêmes sont appelées angles de reculée et d’avancée. En effet, du fait que les surfaces réelles présentent de nombreuses hétérogénéités de nature chimique ou géométrique, la ligne de contact s’immobilise et s’accroche aux défauts pouvant exister sur la surface. Si ce cas est observable, on remarque que l’aire de contact reste inchangée jusqu’à ce qu’une goutte vienne se poser sur le substrat. Ce changement dépendra en particulier de la manière dont la goutte a été posée. Si du liquide est ajouté à la goutte, alors l’angle de contact augmente sans que la ligne de contact ne bouge. Lorsque la ligne de contact avance de façon quasi-statique (l’aire de contact augmente), alors l’angle de contact est dit angle d’avancée et il est noté θ_a. Au contraire, si du liquide est enlevé de la goutte, et que la ligne de contact recule de façon quasi-statique (l’aire de contact diminue), alors l’angle est dit : angle de reculée et il est noté θ_r . La différence entre ces deux angles correspond à l’hystérèse de l’angle de contact noté :
∆θ = θ_a − θ_r



(a) : On rajoute de l’eau à la goutte; elle se gonfle jusqu’à ce que la ligne de contact avance, et l’angle d’avancée se forme. (b) : La goutte a été absorbée, la ligne de contact recule et l’angle de reculée est observé. (c) : Goutte qui s’accroche aux défauts de surface, la ligne de contact reste piégée.
Comment se comporte la goutte sur un support incliné ?

Une goutte Posée sur un support incliné, est soumise à la gravité qui cherche à précipiter la goutte vers le bas et aux forces de frottement liées aux poussières ou aux imperfections du support auxquelles la goutte peut s’accrocher. La goutte présente une forme un peu plus ventrue à l’avant qu’à l’arrière. Elle est susceptible de rester immobile, jusqu’à ce que l’angle à l’avant atteint sa valeur extrême qui est l’angle d’avancée et l’angle à l’arrière atteint la limite de l’angle de reculée. L’hystérèse de l’angle de contact engendre donc une force capable de s’opposer au déplacement des gouttes.

Goutte glissant sur un support incliné d’un angle α, mettant en évidence l’angle d’avancée, et l’angle de reculée.