Le projet LeidenForce vise à explorer ce phénomène de "lévitation" d'une goutte sur une surface très chaude afin de développer des applications innovantes qui pourraient servir dans l'aviation, la métallurgie et l'aérospatiale, notamment pour le refroidissement et le nettoyage de surfaces sensibles. Financé par l'Europe, le projet porté par l'Université de Liège rassemble des partenaires européens et permettra des collaborations avec le CSL mais également des industriels comme Airbus et des centres de recherche offrant des perspectives concrètes pour des avancées technologiques.
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ous la coordination de Stéphane Dorbolo, physicien et Maître de recherches FNRS au sein de l'Université de Liège le projet LeidenForce, financé par le réseau doctoral Horizon Europe - MSCA, vise à approfondir notre compréhension de l’effet Leidenfrost* et à développer des applications industrielles novatrices. "Ce phénomène se produit lorsqu'une goutte de liquide volatil est déposée sur une surface extrêmement chaude, formant un film de vapeur qui l’isole, ralentissant ainsi son évaporation et lui permettant de "léviter", explique le chercheur. Bien que cet effet ait été découvert il y a plus de deux siècles, de nombreux aspects restent inexpliqués, notamment en ce qui concerne l’interaction entre la goutte, le film de vapeur et la surface."
Des Applications pour l'Aviation, la Métallurgie et l'Exploration Spatiale
"Le projet se distingue par son caractère fondamental mais également par sa portée appliquée. En collaboration avec des géants industriels comme Airbus et des centres de recherche en métallurgie et en aérospatial, notre projet vise aux développement d'innovations dans plusieurs secteurs."
Dans l’aviation, les chercheurs travailleront sur l’optimisation de l’utilisation de carburants cryogéniques, tels que l’hydrogène liquide, un élément essentiel pour atteindre des objectifs de vols zéro émission. En métallurgie, l’équipe de LeidenForce vise à développer des techniques de refroidissement novatrices pour atténuer les effets indésirables de l’effet Leidenfrost, augmentant ainsi la sécurité et l’efficacité des procédés. Enfin, dans le domaine de l’exploration spatiale, l'équipe de recherche va collaborer avec le Centre Spatial de Liège (CSL) pour concevoir des méthodes de nettoyage sans contact, en utilisant des gouttelettes Leidenfrost pour piéger et éliminer délicatement les particules sur des surfaces sensibles.
Un réseau international pour des résultats concrets
Le projet rassemble dix doctorants et plusieurs institutions partenaires de cinq pays, dont des universités renommées comme l’Université de Twente, l’Université Claude Bernard de Lyon et l’ESPCI à Paris. "En outre, le projet propose un stage estival et une conférence scientifique (DROPLETS25) qui se tiendra à Liège en 2025 et sera organisée en collaboration avec le professeur Tristan Gilet, ingénieur à la tête du MicroFluidics Lab de l'ULiège."
En s’attaquant aux mystères de l’effet Leidenfrost et en explorant ses applications pratiques, le consortium LeidenForce promet de faire avancer notre compréhension scientifique tout en offrant des solutions technologiques de pointe pour plusieurs industries.
*A propos de l'effet Leidenfrost
Décrit par le médecin et théologien allemand Johann Gottlob Leidenfrost au XVIIIe siècle, l'effet Leidenfrost se produit lorsqu'un liquide est déposé sur une surface extrêmement chaude, bien au-delà de son point d’ébullition.
Au lieu de se vaporiser instantanément, une fine couche de vapeur se forme entre la goutte et la surface chaude, isolant le liquide du substrat. Cette couche de vapeur empêche la goutte de toucher directement la surface, ce qui ralentit l'évaporation et permet à la goutte de « léviter » au-dessus de la surface.
Cet effet est surprenant car, bien que la surface soit brûlante, la goutte flotte et se déplace rapidement, guidée par les mouvements du film de vapeur sous elle. Observé initialement pour des liquides comme l'eau, il a été étudié depuis des siècles en raison de ses implications dans divers domaines, notamment le refroidissement de surfaces ultra-chaudes et les processus industriels qui nécessitent la manipulation de liquides sans contact direct.
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