Mes premiers travaux ont porté sur l'interaction entre écoulement et solidification à petite échelle. J'ai effectué ma thèse entre 2016 et 2019 à l'Institut ∂'Alembert sous la direction de Thomas Séon et de Christophe Josserand. Il s'agissait d'étudier l'impact de gouttes d'eau sur un substrat froid. Je continue à travailler sur des sujets connexes, notamment la forme des bulles d'air piégées dans la glace.

Lorsqu’une goutte d’eau tombe sur une surface froide – dont la température est inférieure à 0◦C – elle se met à geler en même temps qu’elle s’étale. La solidification ralentit l’étalement de la goutte, facilite sa fragmentation en gouttelettes, entraîne la rétraction de la goutte, et donne une certaine forme à la goutte gelée. La nature de la surface froide est déterminante dans le processus de solidification. Sur la base du problème de Stefan, nous avons développé un modèle de dynamique de solidification, prenant en compte la diffusion thermique dans le substrat. Ce modèle apporte une meilleure compréhension de l’influence des propriétés thermiques du substrat – sa température, son effusivité thermique – sur la vitesse de solidification d’un liquide. Il nous permet de prédire quantitativement la dynamique de solidification, et ainsi d’étudier la congélation d’une goutte pendant son impact. En ce qui concerne l’étalement de la goutte, nous avons montré que l’effet de la solidification pouvait être assimilée à celui de la viscosité, en ce qu’il ralentit l’écoulement. Nous avons montré que la fragmentation de la goutte à basse température est dû à l’augmentation de la densité de l’air. Une fois étalée, la goutte est piégée par la glace, qui l’empêche de se rétracter. Nous avons établi un lien entre la forme de la goutte étalée et la durée nécessaire à sa libération. Enfin, nous avons montré que la compétition entre la rétraction de l’eau liquide sur la glace et sa congélation était à l’origine des différents motifs observés.