La présente communication a pour objet l'effet d'un champ électrique continu ou alternatif sur la déformation d'une interface liquide-gaz au sein d'une structure capillaire rainurée. Cette étude est motivée par le besoin constant d'améliorer les performances hydrauliques dans des systèmes possédant des structures capillaires, comme des caloducs par exemple. En fonctionnement nominal, les structures capillaires assurent le pompage de la phase liquide à l'aide d'un gradient de pression induit par capillarité donc par la différence de courbure interfaciale entre phases liquide et vapeur. En fonctionnement accidentel, un assèchement à l'intérieur du capillaire peut être constaté dès lors que la contrainte capillaire ne suffit plus à assurer le pompage du fluide. Ce phénomène peut avoir des conséquences grave en situation industrielle, pouvant aller jusqu'à l'endommagement de l'évaporateur.

Une solution pour améliorer les performances hydrauliques des structures capillaires consiste à imposer un champ électrique. Dès lors, la phase liquide peut être vue comme conductrice tandis que la vapeur se comporte comme un diélectrique. En conséquence, une contrainte diélectrique s'applique sur l'interface liquide-vapeur ; on parle volontiers d'électrohydrodynamique interfaciale de Taylor-Melcher, ci-après désignée EHD. La composante normale de cette contrainte électrique s'ajoute à la contrainte capillaire et à la gravité, modifiant ainsi le saut de pression à l'interface. Cette contrainte électrique normale engendre une modification de la déformée interfaciale qui est étudiée à l'aide d'une approche microscopie confocale chromatique. Un banc expérimental est développé à partir d'un système en sandwich composé d'une part, d'une plaque plane inférieure rainurée et reliée à la masse, d'autre part, d'une plaque plane supérieure transparente utilisée comme une contre-électrode reliée au potentiel électrique élevé. La contre-électrode sur la plaque supérieure est réalisée à partir d'ITO, lequel est transparent et permet la détection confocale. Les deux plaques supérieure et inférieure sont solidaires d'un châssis ; le tout formant une cavité étanche, partiellement remplie d'un fluide frigorigène, le HFE 7100, utilisé ici en conditions isothermes pour ses propriétés diélectriques. Nos résultats expérimentaux mettent en évidence la présence d'un hystérésis électro-capillaire lors de l'utilisation de champs électriques continus, alors qu'en présence de champs électriques alternatifs, des phénomènes de brisure capillaire ou de résonance sont observés, selon que la fréquence d'actuation électrique est proche des fréquences naturelles du ménisque ou non.

En régime DC, la courbure interfaciale est détectée le long de la rainure et comparée à un modèle basé sur la résolution de deux équations : l'équation de Laplace-Young modifiée par l'EHD, pour le calcul de la déformée interfaciale, et l'équation de Laplace portant sur le potentiel électrique, pour le calcul de la contrainte normale électrique. Ces deux équations sont fortement couplées.

En régime AC, l'actuation EHD observée sélectionne l'échelle de longueur en fonction de la fréquence électrique utilisée. Une compétition entre des effets Coulombique et diélectrique est mise en évidence selon la fréquence de travail. La phase liquide étant supposée plus conductrice que la phase gazeuse, davantage considérée comme diélectrique, l'accumulation de la charge électrique (en excès) à l'interface est régie par la fréquence de l'actuation électrique. Cette interprétation est confortée par une analyse spectrale de la déformation interfaciale en fonction de la fréquence électrique, selon qu'une sous-harmonique proportionnelle à la fréquence électrique d'actuation est mise en évidence ou non. L'énergie des modes de résonance mécanique est également étudiée.