Ponts liquides

Les ponts liquides sont des liaisons capillaires de liquide qui se forment entre des particules solides ou entre une particule et une paroi solide. Ils apparaissent lorsqu’une petite quantité de liquide est présente dans un espace poreux par ailleurs rempli de gaz. En raison du mouillage et des forces capillaires, le liquide se dispose alors en ménisque entre les surfaces solides.

De tels ponts liquides génèrent des forces d’attraction entre les particules solides impliquées. La pression capillaire et la tension superficielle du liquide, combinées au comportement de mouillage de la surface solide, en sont responsables. Une relation simplifiée fréquemment utilisée pour la pression capillaire dans un pont liquide est la suivante :

p_(cap) = 2 * γ * cos(θ) / r

• p_(cap) : pression capillaire dans le pont liquide
• γ : tension superficielle du liquide
• θ : angle de mouillage (angle de contact)
• r : rayon de courbure caractéristique du ménisque

Plus la tension superficielle est élevée, plus la pression capillaire est grande. Un bon mouillage (θ petit, cos(θ) proche de 1) renforce encore l’attraction. La force F_(cap) résultant de p_(cap) sur un ensemble de particules peut être estimée approximativement à partir de la surface de contact effective A :

F_(cap) ≈ p_(cap) * A

• F_(cap) : force capillaire
• A : surface de contact effective du pont liquide

Dans les matériaux en vrac, les ponts liquides peuvent augmenter sensiblement la cohésion. Les poudres humides ont tendance à l’adhérence, à la formation de voûtes dans les silos et à la formation d’agglomérats. Selon la quantité de liquide, on distingue des états pendulaires (ponts liquides isolés), des réseaux funiculaires et la saturation capillaire. En pratique, les ponts liquides jouent un rôle dans l’agglomération, le séchage, les problèmes d’écoulement des poudres humides, ainsi que dans l’évaluation de la nettoyabilité et des adhérences résiduelles dans les équipements.