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

Résumé

Dans la première partie du présent travail nous avons réalisé une étude expérimentale sur la mesure des coefficients de collision et de coalescence des gouttelettes d'eau dont le diamètre se situe entre 2 um et 8um. La méthode consiste à photographier la trajectoire des gouttelettes tombant en chute libre. Les coefficients de collision sont déterminés â partir de ces photographies en mesurant la séparation et la largeur des trajectoires des gouttelettes impliquées dans les collisions. Ces photographies permettent aussi de constater si les gouttelettes se séparent ou non après la collision.

Le résultat montre que la fréquence de coalescence est nulle en l'absence du champ et de la charge électrique. Dans le cas des gouttelettes neutres, cette fréquence augmente presque linéairement entre 100 et 400 V/cm et à partir de 400 V/cm elle augmente plus rapidement. Quant aux gouttelettes chargées dans un champ nul, la fréquence de coalescence est nulle si les particules portent des charges de même signe; par contre si le brouillard est composé de gouttelettes chargées de signe contraire alors la fréquence de coalescence augmente avec la valeur absolue de la charge. Cette augmentation de fréquence est relativement lente pour de faibles charges et devient plus rapide pour des charges plus grandes que 10-16C.

Dans les deux cas vec champ électrique et charges électriques)il est démontré que le coefficient de coalescence est unitaire. De plus, l'ordre de grandeur du coefficient de collision est trouvé très élevé en accord avec la prédiction théorique de Sartor.

Des expériences sur la collision et la coalescence sont aussi menées avec des gouttelettes surfondues et on a constaté que l'effet de la surfusion est insignifiant sur le processus de collision et coalescence.

La deuxième partie de cette étude porte sur l'influence du champ électrique dans l'agrégation des cristaux de glace.

Des cristaux de glace de forme hexagonale (plaquette) et ayant une dimension comprise entre 15 et 50um de diamètre sont formés par suite de l'injection de vapeur d'iodure d'argent dans un brouillard de gouttelettes surfondues. Ces cristaux laissés à eux même, tombant ensuite en chute libre à travers une région où règne un champ électrique vertical et négatif (pointé vers le bas). Des échantillons de brouillard de cristaux sont recueillis et analysés.

Le résultat montre que le champ électrique favorise grandement l'agrégation des cristaux de glace. À la lumière des résultats le coefficient d'agrégation doublerait au moins sa valeur à un champ de 1000 V/cm. L'influence du champ électrique devient importante seulement à partir de 400 V/cm. De plus on a constaté aussi que le taux d'agrégation augmente en fonction du champ électrique jusqu'à une certaine limite de l'ordre de 1500 V/cm: à partir de cette valeur du champ, l'influence du champ électrique devient constante. L'existence de cette limite pourrait rendre plausible l'hypothèse disant que le champ électrique favorise plutôt l'adhésion entre cristaux que la collision des cristaux.