Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Les méthodes par impact utilisant un support recouvert d'une substance déformable constituent des méthodes relativement simples et rapides pour déterminer la taille des gouttelettes dans les brouillards naturels et artificiels. Cependant l'exactitude des mesures obtenues avec ces différentes méthodes, en particulier la méthode à l'huile, a récemment été l'objet d'une remise en cause. D'autre part, les effets de la vitesse d'impact et de la grosseur des gouttelettes sur la taille des traces laissées sur un revêtement n'ont pas toujours été étudiés d'une façon systématique. Pour cette raison, le présent travail a été entrepris en vue d'étudier d'une part la corrélation entre les diamètres des gouttelettes mesurées à l'aide des méthodes par impact les plus courantes et les diamètres réels déterminés à partir d'une photographie et d'autre part les effets potentiels des facteurs tels la vitesse d'impact et la taille des gouttelettes. Les mesures ont été réalisées avec des gouttelettes de 6 à 149 um se déplaçant à des vitesses allant de 4 à 30 m/s. Deux sources sont utilisées, l'une donnant un jet de gouttelettes uniformes et l'autre un spectre uniformément distribué.

Pour réaliser ces objectifs, nous avons mis au point un générateur de gouttelettes uniformes et une technique permettant de photographier les gouttelettes dans l'air. Le comportement des gouttelettes dans l'huile est également étudié afin de choisir le type d'huile le plus stable. Ensuite, nous avons étudié la méthode à l'huile et deux méthodes par impact avec le jet de gouttelettes uniformes et avec le spectre de gouttelettes. Cette étape nous a permis de déterminer précisément la taille des gouttelettes emprisonnées dans l'huile et celles des traces laissées sur les revêtements.

Avec la méthode au collargol sur verre, en utilisant le jet de gouttelettes uniformes, le diamètre des traces est d'environ trois fois le diamètre réel de la gouttelette et cela pour toutes les vitesses d'impact et pour toutes les grosseurs mentionnées. En utilisant un spectre de gouttelettes, si on ne tient pas compte des traces laissées par la superposition des gouttelettes, le diamètre volumique moyen obtenu est également d'environ trois fois celui du spectre de gouttelettes.

Avec la méthode à l'huile, en utilisant les gouttelettes uniformes, les gouttelettes captées et en suspension dans l'huile gardent à peu près le même diamètre qu'elles ont dans l'air. Cependant, avec un spectre de gouttelettes, le diamètre volumique moyen calculé à partir des gouttelettes captées est surestimé de 1,2 à 1,6 fois par rapport à celui déterminé à partir d'une photographie. Cette différence est attribuée principalement à la présence des grosses gouttelettes formées par coalescence qu'on ne peut identifier et de ce fait éliminer.

La méthode du noir de fumée donne des résultats similaires à ceux obtenus avec la méthode à l'huile mais avec une fluctuation beaucoup plus considérable. Cette fluctuation devient importante particulièrement aux basses vitesses et les superpositions ne peuvent être facilement identifiées. D'autre part ce type de revêtement est fragile à vitesse d'impact plus élevée que 25m/s, ce qui rend la méthode difficile à utiliser.

En conclusion, la méthode au collargol ressort ici comme étant la seule méthode parmi les méthodes étudiées qui donne un rapport constant entre le diamètre des gouttelettes et celui des traces. Elle représente donc une méthode simple et satisfaisante pour déterminer la taille des gouttelettes.