Ajustement de Young–Laplace

L'ajustement de Young–Laplace est une méthode permettant de déterminer l'angle de contact dans l'analyse de profil de goutte. Le profil de goutte est analysé en se basant sur la forme d'une goutte sessile idéale, dont la courbure de surface résulte uniquement de l'équilibre de la force entre la tension de surface et le poids.

Données fondamentales

Selon l'équation de Young-Laplace, avec une surface liquide courbée, il existe un rapport entre les rayons de la courbure r1 et r2, la tension de surface σ et la pression de Laplace p :

Avec une goutte sessile sous l'effet de la gravité, la courbure est influencée par la pression hydrostatique résultant du poids du liquide. Au même moment, les rayons de courbure de la surface changent en fonction de la hauteur. Avec l'ajustement de Young-Laplace, les paramètres d'un système d'équation qui modélise la goutte sessile sont déterminés à l'aide d'une analyse numérique. Le point d'intersection du contour modélisé avec la ligne de base (point triple) est déterminé afin de mesurer l'angle de contact.

Dans le cas d'une goutte symétrique sans distorsion sur une surface lisse de niveau, l'ajustement de Young-Laplace donne la meilleure correspondance entre le profil de goutte théorique et le profil de goutte réel. De plus, la tension de surface du liquide peut être calculée si l'échelle de l'image vidéo de la goutte et la densité de liquide sont connues.

Comme le profil de la goutte diffère de la forme elliptique pour les grands angles de contact et volumes, dans ce cas l'ajustement de Young-Laplace est préféré à la méthode de la section conique. L'ajustement de Young-Laplace n'est pas adapté aux gouttes asymétriques (par ex. en mesurant l'angle de contact dynamique) ou pour des échantillons qui ne sont pas de niveau (par ex. pour les mesures sur une table d'inclinaison).

L'ajustement de Young-Laplace est également utilisé pour calculer la tension superficielle d'un liquide ou la tension interfaciale d'un système à deux phases à l'aide de la goutte pendante et enfin, pour les mesures de tension interfaciale à l'aide d'un tensiomètre à goutte tournante.