FR2664056A1

FR2664056A1 - Procede et dispositif pour determiner l'angle de contact a l'interface entre un liquide et un substrat solide plan horizontal.

Info

Publication number: FR2664056A1
Application number: FR9008347A
Authority: FR
Inventors: Rondelez Francis; Brochard Francoise; Redon Claude; Bonte Frederic
Original assignee: LVMH Recherche GIE
Current assignee: LVMH Recherche GIE
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1992-01-03
Anticipated expiration: 2010-07-02
Also published as: FR2664056B1

Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour déterminer l'angle de contact entre un liquide et un substrat solide plan horizontal à partir de la mesure ou de la détermination de la hauteur d'une goutte à surface libre supérieure plane. Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (1, 2, 5) de mesure ou de calcul de la hauteur d'une goutte (4) de type mesa à surface libre supérieure plane, et des moyens de calcul de l'angle de contact à partir de la hauteur ainsi déterminée.

Description

Procédé et dispositif pour déterminer l'angle de contact à L'interface entre un liquide et un substrat solide plan horizontal.

La présente invention concerne essentiellement un procédé pour déterminer l'angle de contact à l'interface entre un liquide et un substrat solide plan horizontal par la mesure de la hauteur d'une goutte dudit liquide déposée sur ledit substrat, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.

On entend dans ce qui suit par l'expression "substrat solide plan horizontal" une partie sensiblement plane et horizontale de la surface d'une matière solide.

On sait qu'une goutte de liquide, déposée sur une surface solide plane et horizontale, présente deux configurations d'étalement. La première correspond au cas du mouillage parfait, la goutte de liquide s'étale sur Le substrat solide suivant une couche extrê moment mince, de L'ordre de quelques angströms, et il n'y a pas d'angle de contact. La seconde correspond au cas du mouillage partiel, la goutte de Liquide s'étale jusqu'à atteindre un équilibre et prend alors, selon son volume, la forme d'une calotte sphérique ou une forme aplatie, et l'angle de contact d'équilibre à l'interface liquide-solide est compris entre 0 et 1800.

On sait également que l'angle de contact e (theta) à
L'interface entre un liquide et la surface d'un substrat solide plan horizontal sur lequel il est déposé est une donnée physique importante pour décrire l'interaction entre un liquide et un solide. En particulier, la détermination de cet angle trouve son application dans l'industrie, comme il sera exposé plus loin, notamment pour caractériser les propriétés de surface d'une matière soLide, telles que La mouillabilité.

Plus précisément, la mouillabilité d'un solide peut etre appréciée à partir de sa tension superficielle critique de mouillage, YCt qui est une caractéristique d'une surface solide considérée, et qui peut être déterminée à partir de la valeur d'angles de contact de cette matière solide avec différents
Liquides.

Une méthode pour déterminer Yc a été décrite par W.A.

ZISMAN, en particulier dans Le document : "Contact angle, wettability, and adhesion", Advan. Chem. series 43, American
Chemical Society Washington D.C., 1964. Cette méthode prend en considération l'angle de contact formé par différents liquides organiques polaires déposés à la surface du substrat solide dont on veut déterminer 1C Il existe d'une part une relation linéaire, qui a été déterminée empiriquement, entre le cosinus de l'angle de contact (O) de différents Liquides organiques apolaires homologues avec un substrat solide plan horizontal et la tension interfaciale, γLV' de ces liquides avec leur vapeur.Dans la présente description, on entend par l'expression "liquides organiques apolaires homologues" des composés apolaires possédant une structure chimique similaire tels que : des hydrocarbures saturés linéaires, comportant par exemple de onze à seize atomes de carbone, des alcools gras aliphatiques, tels que le butanol et le glycérol ou des hydrocarbures aliphatiques cycliques tels que le cyclohexane et le bicyclohexyle.D'autre part, La droite de pente négative représentant graphiquement la relation précitée (de la forme cos e = b a YLV, a et b étant des constantes positives), coupe la droite représentant cos e = 1 en une va leur de γLV = 1C Ainsi, La relation entre cos # et rLV peut s'écrire
cos O = 1 + a (TC - γLV dans laquelle a est une constante positive propre à la série de liquides organiques apolaires homologues considérée.On voit d'autre part que cos e n'est défini que pour des va leurs de YLV supérieures à γC' et en particulier comprises dans l'intervalle EYC, YC + 2/al, ce qui correspond au mouillage partiel du substrat solide par le liquide.

On notera que γC' étant une caractéristique propre au solide, est indépendante de la série de Liquides homologues utilisée.

On connaît déjà différentes méthodes de mesure ou de détermination d'un angle de contact entre un liquide et un solide.

Il s'agit généralement de méthodes optiques.

L'une d'elles consiste à mesurer point par point, le long de la ligne interfaciale liquide-solide, cet angle au moyen d'un télescope et d'un rapporteur, ce qui suppose une estimation visuelle de la tangente à la surface du liquide. La reproductibilité de cette mesure est faible, de L'ordre de +20.

De plus, celle-ci est aggravée par l'hétérogénéité et la rugosité locale du substrat solide considéré, ce qui a pour effet de faire varier localement de manière importante la valeur de Sangle de contact.

Dans le document FR-A-2 574 180, on a décrit un autre procédé et un dispositif pour déterminer l'angle de contact d'une goutte de liquide posée sur un substrat solide plan horizontal utilisant un faisceau primaire de lumière parallèle dirigé perpendiculairement au substrat, éclairant une zone englobant l'interface entre la périphérie de la goutte et Le substrat, dont on détecte le faisceau de lumière secondaire généré par réflexion, soit sur La surface convexe de la goutte, soit sur le substrat.

Toutefois, le procédé ci-dessus comporte divers inconvénients. Tout d'abord, il ne peut mesurer que des angles de contact compris entre 0 et 45 , et sa précision n'est réellement excellente, environ 0,10, que pour des angles compris entre 5 et 300.

D'autre part, ce procédé est difficilement applicable à des substrats qui diffusent fortement la lumière, telles que des surfaces peu ou mal polies, ce qui limite son application à certaines catégories de matières solides.

Les procédés et dispositifs connus basés sur la détection d'angle de contact sont en fait complexes, souvent peu reproductibles, et difficilement utilisables, notamment dans les applications de contrôle industriel.

La présente invention a pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant en l'élaboration d'une méthode permettant de mesurer l'angle de contact à l'interface entre un liquide et un substrat solide plan horizontal, d'une manière simple, reproductible, ne nécessitant pas d'appareillages sophistiqués.

La présente invention a encore pour but de résoudre ce nouveau problème technique à l'aide d'une solution qui permette de mesurer un angle de contact pour un nombre considérable de liquides et de solides, quelles que soient notamment leurs propriétés optiques, et leur nature, qui peut être par exemple biologique.

La présente invention a encore pour but de résoudre le nouveau problème technique énoncé ci-dessus, de manière extrêmement simple, reproductible, utilisable à l'échelle industrielle grâce à une facilité d'emploi dans les installations existantes.

Ces problèmes techniques, ainsi que d'autres qui seront apparents à L'homme de l'art à partir de la description suivante, sont résolus pour la première fois par la présente invention d'une manière simultanée, simple permettant un emploi à l'échelle industrielle, sans modification sensible des installations industrielles existantes.

Ainsi, selon un premier aspect, la présente invention fournit un procédé de détermination de l'angle de contact à l'interface entre un liquide et un substrat solide sensiblement plan et horizontal, caractérisé en ce qu'on dépose une quantité suffisante dudit liquide sur ledit substrat de manière à former au moins une goutte à surface libre supérieure plane, on mesure ou on détermine la hauteur de cette goutte dans La zone plane de ladite surface timbre supérieure, et on calcule l'angle de contact à partir de la hauteur mesurée.

La quantité suffisante précitée pour obtenir au moins une goutte de forme décrite ci-dessus, c'est-à-dire à surface libre supérieure plane, désignée ci-après par L'expression "goutte de type mésa", dépend de la nature du liquide.

Ainsi, on a observé que, pour un liquide donné, la quantité suffisante précitée est telle qu'il se forme, après dépôt sur ledit substrat plan horizontal, une goutte sensiblement circulaire de rayon à L'équiLibre supérieur à K 1, et de préférence supérieur à 2 x K , K (kappa à la puissance moins un) étant une grandeur caractéristique connue dudit Liquide, appelée "longueur de Laplace", définie par la formule suivante :

dans laquelle : - YLV représente la tension interfaciale du liquide avec sa vapeur, - p représente la masse volumique du liquide, - g représente l'accélération de La pesanteur.

Pour Les liquides usuels, tels que ceux cités dans la présente description, K 1 est de L'ordre du millimètre. On entend, dans la présente description, par L'expression "stabilisation d'une goutte" L'état de repos de cette goutte après arrêt de tout écoulement hydrodynamique sur le substrat solide sensiblement plan et horizontal sur lequel elle a été déposée.

Le temps nécessaire, pour atteindre cet état stabilisé sur un substrat solide donné, est extrêmement variable selon la nature des liquides. Il est proportionnel à la viscosité éta du liquide et inversement proportionnel à yLV défini ci-dessus. Il peut en particulier varier de quelques fractions de seconde pour les Liquides usuels, à plusieurs heures pour les Liquides particu Lièrement visqueux, pour lesquels éta est supérieur à 100 poises.

Toutefois, La stabilisation d'une goutte peut s'apprécier de manière très simple, par exemple par observation directe à l'oeil nu, à L'aide de repères si nécessaire comme dans le cas de
Liquides visqueux à étalement lent.

Dans le cadre de la présente invention, la mesure ou La détermination de la hauteur de la goutte de type mesa permet de calculer l'angle de contact à l'interface entre la goutte et le substrat, à partir de la relation suivante :
h = 2 x k-1 sin(#/2) dans laquelle h = la hauteur de la goutte de type mesa,
K-1 = la longueur de Laplace, définie précédemment, e = l'angle de contact à l'interface entre la goutte et le
substrat.

Suivant un premier mode avantageux de mise en oeuvre du procédé selon L'invention, on mesure la hauteur de la goutte précitée par l'emploi d'une aiguille que l'on déplace sensiblement verticalement perpendicuLairement à la surface du substrat solide sur laquelle la goutte est déposée, on détecte les points de con tact de l'aiguille d'abord avec le liquide et ensuite avec le substrat, et on détermine la hauteur de La goutte par différence entre lesdits points de contact.

Selon une variante de réalisation particuLière, on détecte Le point de contact de l'aiguille avec le liquide en observant le point de formation d'un ménisque sur la surface du Liquide.

Selon une autre variante de réalisation particulière, on détecte le point de contact de l'aiguille avec la surface du substrat solide en observant l'apparition d'une déformation de l'aiguille. Avantageusement, la détection du point de contact avec le substrat solide est réalisée par emploi d'un faisceau étroit de rayons lumineux parallèles, dirigé orthogonalement à l'aiguille et frôlant celle-ci de sorte que la déformation de l'aiguille, obtenue après contact avec le substrat, provoque la perturbation du trajet du faisceau lumineux. Ce faisceau lumineux est en particulier un faisceau laser
Suivant encore une autre variante de réalisation particulière, on détecte le point de contact de l'aiguille avec la surface du substrat solide par L'empLoi d'une jauge de contrainte coopérant avec l'aiguille.

Selon encore une autre variante du mode de mise en oeuvre précité, applicable à condition que le liquide soit conducteur du courant électrique, on utilise une aiguille constituée par deux fils conducteurs disposés de manière que leurs extrémités inférieures restent à la même distance du substrat solide au cours du déplacement de l'aiguille. Ces fils sont reliés aux bornes d'un générateur électrique, de préférence à tension alternative haute fréquence afin de réduire le phénomène d'électrolyse. On détecte alors le point de contact de l'aiguille avec le liquide par le passage d'un courant entre lesdites extrémités.

Par ailleurs, les auteurs de la présente invention ont découvert qu'il était possible de déterminer très simplement et avec une grande précision la hauteur d'une goutte de type mesa de volume connu, déposée sur un substrat solide plan horizontal, par le biais de la mesure de sa surface projetée de cette goutte sur la surface plane dudit substrat.

Ainsi, suivant un deuxième mode de réalisation avantageux du procédé selon L'invention, on dépose sur ledit substrat solide un volume déterminé et suffisant dudit liquide pour obtenir une goutte de type mesa, on mesure la surface projetée de ladite goutte sur la surface plane dudit substrat, et on calcule la hauteur de cette goutte à partir de la mesure de ladite surface projetée. Le calcul de la hauteur s'obtient simplement en divisant le volume connu de ladite goutte par ladite surface projetée.Dans le cas particulier de gouttes mesa de rayon inférieur à environ 15 K 1, K 1 étant la longueur de Laplace précédemment définie, et de préférence compris entre 5 K 1 et environ 15 K-l. on calcule la hauteur de la goutte en divisant Le volume connu de la goutte par la surface projetée multipliée par un coefficient correcteur oc compris entre 0,66 et 1, en particulier OC est obtenu par la formule α = 1 - # - 3e2, dans laquelle # = K, k-1 étant la longueur de
R
Laplace et R le rayon de la goutte mesa.Pour Les liquides usuels, pour lesquels K 1 est en général compris entre 1,5 et 2 mm, le volume de la goutte est choisi de préférence supérieur à 0,5 ml, de préférence encore supérieur à 5 ml, ce qui permet de s'affranchir du coefficient correcteur qui est dans ce cas sensiblement égal à 1. Bien entendu, ce volume peut être très supérieur aux va leurs indiquées ci-dessus, la limite supérieure étant déterminée facilement de sorte que la goutte ne s'étale pas en dehors des limites dudit substrat solide plan horizontal.

Suivant un troisième mode avantageux de mise en oeuvre du procédé selon L'invention, on détermine La hauteur de La goutte de liquide lorsque celui-ci est transparent et que ledit substrat est réfléchissant, en utilisant un faisceau Lumineux monochromatique que l'on dirige sur ladite goutte pour produire, après réflexions sur la surface supérieure de la goutte d'une part et sur le substrat d'autre part, un phénomène d'interférences lumineuses, et en analysant ces interférences. Le présent mode de mise en oeuvre nécessite donc que le substrat solide possède un pouvoir réfléchissant suffisant et que Ledit liquide soit transparent à la longueur d'onde de la lumière monochromatique utilisée.

Selon une variante de réalisation préférée, on utilise un faisceau de rayons convergents de lumière monochromatique, de manière à produire, après lesdites réflexions, des franges d'interférence sur un écran. Avantageusement, ce faisceau de rayons convergents est obtenu à partir d'une lentille convergente éclairée par un faisceau de rayons parallèles, tel qu'un faisceau laser.

L'axe optique de ladite lentille est de préférence sensiblement parallèle audit faisceau et perpendiculaire audit substrat solide.

Avantageusement encore, cette lentille est disposée de manière à ce que la distance entre son centre optique et la surface supérieure de la goutte soit supérieure ou, de préférence, sensiblement égale à sa distance focale. De préférence encore, on utilise une lentille convergente dont la distance focale est très nettement supérieure à la hauteur de la goutte de liquide, avantageusement de 500 à 10 000 fois supérieure. Dans les cas les plus courants, la distance focale est comprise entre 50 et 500 mm. On préfère également utiliser une lentille plan-convexe de manière à minimiser les phénomènes d'aberration sphérique.

Dans le cadre de la présente variante, la détermination de la hauteur de la goutte de type mesa est réalisée à partir de la mesure du rayon d'au moins deux franges d'interférence distinctes sur ledit écran.

On calcule la hauteur de la goutte à partir de la formule mathématique suivante :
#Mn f2
h =
(r2 - r1) (r2 + r1) dans laquelle h = la hauteur de La goutte à déterminer, i = la longueur d'onde de la lumière utilisée, r1 et r2 représentent les rayons de deux franges d'interférence choisies, qu'elles soient consécutives ou non,
M est le nombre d'interfranges séparant les franges de rayons r1 et r2, M étant supérieur ou égal à 1, n est L'indice optique du liquide composant la goutte, et f est La focale de la Lentille convergente utilisée.

En pratique, on peut aussi utiliser la formule mathématique suivante déduite de la précédente
h = Xnf2 x M
2 2
r2 -r1
On observera que cette formule mathématique est indépendante de l'énergie de surface du substrat solide sur lequel La goutte a été déposée. Ainsi, pour obtenir la va leur de la hauteur 2 2 de la goutte mesa, il suffira de calculer la différence r2 - r1 divisé par M et de multiplier son inverse par un facteur constant Ànf2 qui dépend uniquement du système d'observation et du liquide utilisés.

Suivant une autre variante de réalisation particulière, on utilise un faisceau de rayons parallèles de lumière monochromatique, de préférence un faisceau laser, dirigé sur la partie plane de la goutte de type mesa. Le faisceau parallèle émergeant après réflexions sur La surface supérieure de la goutte et sur celle du substrat solide, est dirigé vers un dispositif de mesure d'intensité lumineuse. Dans le cadre de la présente variante, L'intensité de La lumière émergente est fonction de La hauteur de la goutte.

Celle-ci peut alors être déterminée, au moyen d'une courbe d'étalonnage préalablement établie. De préférence, la direction du faisceau incident est oblique par rapport au plan du substrat solide.

La présente variante de réalisation est particulièrement intéressante pour déterminer des hauteurs faibles de liquide, de
L'ordre de la longueur d'onde de la lumière monochromatique incidente. En conséquence, elle s'applique avantageusement à La détermination de l'angle de contact dans le cas où la mouillabilité du solide par Le liquide est très importante.

Suivant un deuxième aspect, la présente invention concerne également un procédé d'appréciation de la mouillabilité d'un substrat solide, caractérisé en ce qu'on dépose une quantité suffisante d'au moins un liquide sur une partie sensiblement plane et horizontale dudit substrat de manière à former au moins une goutte à surface libre supérieure plane, on mesure ou on détermine la hauteur de cette goutte dans la zone plane de ladite surface libre supérieure, et on calcule l'angle de contact à partir de la hauteur mesurée.

La quantité suffisante précitée dépend du liquide utilisé et est telle que précédemment définie.

Selon un premier mode avantageux de mise en oeuvre du procédé précité, La mouillabilité d'un substrat solide est appréciée relativement à celle d'un autre substrat solide en utilisant le même liquide et en comparant dans chaque cas la hauteur de la goutte de type mesa.

Selon un autre mode de réalisation du procédé précité, la mouillabilité d'un substrat solide est appréciée en déterminant les angles de contact dudit substrat avec au moins deux Liquides organiques apolaires homologues dont on connait la tension interfaciale avec leur vapeur, pour obtenir la valeur de la tension superficielle critique de mouillage 1C dudit substrat solide.

Avantageusement, on utilise la méthode précitée dite de
ZISMAN pour déterminer la va leur de La tension superficielle 1C
Généralement, on utilisera de préférence des liquides peu volatils. En outre, L'homme de l'art pourra choisir d'utiliser un liquide en fonction d'une propriété déterminée, adapté à un besoin particulier. Par exemple, pour déterminer la mouillabilité d'un substrat solide présentant une certaine porosité, on choisira un un liquide visqueux, tel qu'un polydiméthylsiloxane (PDMS) de poids moléculaire élevé, notamment compris entre 50 000 et 200 000 Daltons.

Selon un troisième aspect, la présente invention concerne également un dispositif de détermination de l'angle de contact à l'interface entre un liquide et un substrat solide sensiblement plan et horizontal, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure ou de calcul de la hauteur d'une goutte dudit liquide de type mesa à surface libre supérieure plane, et des moyens de calcul de l'angle de contact à partir de la hauteur ainsi déterminée.

Selon un premier mode de réalisation avantageux du dispositif selon L'invention, les moyens de mesure de la hauteur de la goutte comprennent : une aiguille montée déplaçable mécaniquement dans un plan sensiblement vertical perpendiculairement audit substrat sur lequel la goutte est déposée, des moyens de mesure de
La distance de déplacement de ladite aiguille, des moyens de détection du point de contact de ladite aiguille avec ledit Liquide et du point de contact de ladite aiguille avec la surface dudit support, ainsi que des moyens de calcul pour déterminer la hauteur de Ladite goutte par différence entre les deux points de contact détectés précités.

Selon une variante de réalisation particulière, le dispositif selon L'invention comprend une aiguille constituée par deux fils conducteurs disposés de manière à ce que Leurs extrémités inférieures restent à la même distance du substrat solide au cours du déplacement de l'aiguille. Ces fils conducteurs sont reliés aux bornes d'un générateur électrique. IL comprend en outre des moyens de détection du passage d'un courant électrique dans lesdits fils.

De préférence, la tension produite par le générateur électrique précité est une tension alternative haute fréquence, afin de réduire le phénomène d'électrolyse.

Selon une autre variante de réalisation particulière, ce dispositif comprend, comme moyens de détection du point de contact de l'aiguille avec Le substrat solide, des moyens de production d'un faisceau étroit de rayons lumineux parallèles, dirigé sensiblement orthogonalement à l'aiguille et frôlant celle-ci, ainsi que des moyens de détection de toute perturbation de ce faisceau lumineux.

Avantageusement, les moyens de production du faisceau
Lumineux comprennent au moins un dispositif laser.

Suivant encore une autre variante, le dispositif selon
L'invention comprend, comme moyens de détection du point de contact de l'aiguille avec Le substrat solide, une jauge de contrainte coopérant avec ladite aiguille.

Selon un deuxième mode de réalisation de L'invention, ledit dispositif comprend en outre des moyens pour déposer un volume déterminé suffisant dudit liquide sur ledit substrat, de manière à former une goutte de type mesa, des moyens de mesure de la surface projetée de ladite goutte mesa sur la surface plane dudit substrat, ainsi que des moyens de calcul de la hauteur de la goutte à partir de la surface projetée ainsi mesurée et du volume connu de liquide déposé. Avantageusement, ladite surface projetée peut être mesurée au moyen d'un système automatique d'analyse d'image, tel qu'il en existe dans le commerce.

Selon un troisième mode de réalisation du dispositif selon L'invention, les moyens de détermination de la hauteur comprennent : des moyens de production d'un faisceau de Lumière monochromatique dirigé de façon à pénétrer à travers la goutte mesa déposée sur ledit substrat et à être réfléchi par la surface supérieure de la goutte et par celle du substrat, des moyens pour capter le faisceau émergeant après lesdites réflexions et des moyens d'analyse des interférences lumineuses ainsi produites pour déterminer la hauteur de la goutte.

Selon une variante avantageuse du mode de réalisation précité, le dispositif selon L'invention comprend des moyens de production d'un faisceau de rayons lumineux monochromatiques convergents dirigé sur la surface supérieure de la goutte mesa, comme indiqué précédemment, des moyens faisant écran audit faisceau de
rayons réfléchis, des moyens de mesure destinés à évaluer sur ledit écran la longueur d'au moins deux rayons de deux franges quelconques d'interférence lumineuse produite par Ledit faisceau
réfléchi, ainsi que des moyens pour déterminer la hauteur de ladite goutte mesa à partir des va leurs ainsi mesurées.

Avantageusement, les moyens de production du faisceau convergent comprennent une source de lumière monochromatique produisant un faisceau de rayons lumineux parallèles, et une lentille convergente dont L'axe optique est sensiblement parallèle audit faisceau et perpendiculaire audit substrat solide. Avantageusement encore, cette lentille est disposée de telle sorte que la distance entre son centre optique et la surface supérieure de La goutte soit supérieure ou, de préférence, sensiblement égale à sa distance focale De préférence encore, on utilise une lentille convergente dont la distance focale est très nettement supérieure à la hauteur de La goutte de liquide, avantageusement de 500 à 10 000 fois supérieure. Dans les cas les plus courants, la distance focale est comprise entre 50 et 500 mm.On préfère également utiliser une lentille plan-convexe de manière à minimiser les phénomènes d'aberration sphérique.

Selon une autre variante avantageuse du mode de réalisation précité, le dispositif selon L'invention comprend des moyens de production d'une faisceau de rayons lumineux monochromatiques parallèles tel qu'un faisceau laser, dirigé de préférence obliquement, sur la surface supérieure de la goutte mesa, comme indiqué précédemment, des moyens pour capter le faisceau émergent consistant en un dispositif de mesure d'intensité lumineuse, ainsi que des moyens pour déterminer la hauteur de ladite goutte mesa à partir de L'intensité lumineuse mesurée.

On conçoit ainsi que la présente invention remédie aux inconvénients des procédés connus de détermination d'angles de contact et présente donc de nombreux avantages, en particulier ceux exposés ci-aprés.

Avec le procédé et le dispositif selon L'invention, la surface support peut être de nature quelconque. En particulier, il n'est pas nécessaire qu'elle soit non diffusante optiquement comme dans le cas de certaines méthodes de mesures optiques utilisant des faisceaux lumineux réfléchis par la surface de La goutte liquide.

Le procédé selon L'invention peut donc s'appliquer à une gamme étendue et variée de substrats solides.

Egalement, la mesure n'est plus limitée à des surfaces parfaitement planes et/ou homogènes. En effet, La présence de défauts ponctuels, tels qu'une certaine rugosité, modifie localement la va leur de l'angle de contact e (thêta), ce dont L'invention permet de s'affranchir. L'invention, par la mesure de la hauteur de lagoutte, permet d'obtenir une valeur moyenne "vraie" de l'angle de contact et il est ainsi possible de caractériser une gamme étendue de surface par la va leur de la hauteur.

De plus, le domaine d'angle accessible à la détermination est considérablement élargi puisqu'il est possible de couvrir l'intervalle de O à 1800 avec une précision excellente, alors les méthodes optiques connues sont soit limitées aux angles faibles, notamment inférieurs à 400, soit, pour les méthodes goniométriques, beaucoup moins précises puisqu'elles sont basées sur des mesures ponctuelles le long de la Ligne triple de l'interface gouttesubstrat-air, et non pas à une mesure intégrée, comme c'est le cas pour le procédé de L'invention.

Egalement encore, Le liquide utilisé pour la mise en oeuvre du procédé de L'invention peut être de nature quelconque. Ce liquide peut naturellement être non mouillant vis-à-vis du substrat ou mouillant dans la mesure où son temps d'étalement est relativement long et permet la mesure d'angles de contact instantanés. Ceci constitue un avantage particulièrement précieux dans le cas où on cherche à déterminer la mouillabilité d'un solide par un liquide précis, éventuellement complexe, tel qu'une composition Liquide alimentaire, cosmétique comme par exemple un lait ou un produit anti-solaire, ou phytosanitaire, ou encore du sang. En particulier, il n'est pas nécessaire que le Liquide soit transparent.

En outre, Les dispositifs de mise en oeuvre sont très simples, contrairement aux procédés et dispositifs antérieurement connus. En particulier, l'utilisation de micro-seringues n'est pas nécessaire puisque la mesure peut s'effectuer sur des gouttes de
Liquide de volume important.

Enfin, le procédé de L'invention peut s'appliquer pour déterminer en permanence l'angle de contact d'un liquide avec un substrat solide produit en continu, tel que des films de matière plastique par exemple, notamment en utilisant le mode de réalisation précité basé sur la mesure de la surface d'une goutte de volume connu.

On comprend donc que les modes de réalisation des procédés et du dispositif selon L'invention, ainsi que leurs variantes, permettent à L'homme de l'art de choisir une solution adaptée à ses besoins pour la détermination d'un angle de contact, notamment en fonction de la nature du substrat et du liquide.

Ainsi, La présente invention possède un caractère universel et peut s'appliquer à une multitude de cas particuliers dans des activités très différentes de l'industrie. On peut citer par exemple
- la vérification du dégraissage de surfaces métalliques,
- le contrôle du traitement anti-salissure de surfaces diverses, telles que céramiques, textiles, etc.

- le contrôle des traitements d'imperméabilisation, notamment des textiles,
- l'évaluation de l'énergie de surface des matériaux, par exemple : les matériaux composites, les films plastiques, les biomatériaux, etc.

- le contrôle de L'efficacité des agents tensioactifs.

La présente invention apparaîtra clairement à ta lumière de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés représentant plusieurs modes de réalisation de
L'invention donnés simplement à titre d'illustration et qui ne sauraient donc en aucune façon limiter la portée de L'invention.

Dans les dessins :
- La figure 1 représente un premier mode de réalisation d'un dispositif de mesure selon L'invention, comprenant une aiguille 1 montée déplaçable mécaniquement au moyen d'un système de déplacement micrométrique 2, dans un plan sensiblement vertical, perpendiculairement au substrat solide plan horizontal 3 sur lequel la goutte de type mesa 4 est déposée, un moyen de production d'un faisceau étroit de rayons lumineux parallèles, tel qu'un faisceau laser 5. Le faisceau 5 est dirigé orthogonalement à l'aiguille 1 et frôle celle-ci. La figure 1 représente l'aiguille 1 en position de contact avec la surface libre supérieure de la goutte 4, faisant apparaître le ménisque 6, aisément détectable à l'oeil nu.

- La figure 2 représente le dispositif de la figure 1 en position de contact de l'aiguille en un point 7 avec la surface du substrat 3. Le contact avec le substrat 3 provoque la déformation de l'aiguille 1. Cette déformation, aussi faible soit-elle, mais représentée sur la figure 2 de manière exagérée par souci de clarté, est détectée très facilement par la perturbation du faisceau 5 dont ta trace, par exemple, se déplace sur un écran.

- La figure 3 représente une variante particulière du mode de réalisation représenté à la figure 1, comprenant une aiguille double 1 constituée de deux fils conducteurs 11 et 111 et montée déplaçable mécaniquement comme à la figure 1. Les fils il et 111 sont reliés à une source de courant alternatif haute fréquence, par exemple de 1 kilohertz, au travers d'un circuit 9 comportant un dispositif de détection de courant 10.

- La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation du dispositif selon L'invention comprenant : un moyen de dosage 12 pour déposer un volume connu de liquide, par l'intermédiaire d'une vanne doseuse 13, sur le substrat 3 de manière à former une goutte de type mesa 4, un moyen de mesure de surface projetée de ladite goutte sur la surface plane dudit substrat, tel qu'un système automatique d'analyse d'image représenté par une caméra 14. La figure 4 représente la caméra 14 en position de mesure de la surface de la goutte 4, c'est-à-dire à L'aplomb de celle-ci dans une situation verticale AA'. Le moyen de dosage 12 et le moyen de mesure de surface 14 sont agencés de manière réglable afin d'occuper la position verticale AA' au moment de leur utilisation respective.Il est avantageux d'utiliser un dispositif d'éclairage annexe produisant une lumière diffuse et homogène pour effectuer les mesures.

- La figure 5 représente schématiquement un troisième mode de réalisation du dispositif selon L'invention comprenant : une source de lumière monochromatique 15 produisant un faisceau de rayons paralLèles 16 dirigés sur une lentille convergente planconvexe 17, parallèlement à son axe optique. La LentiLLe 17 est disposée de façon que son plan focal coincide avec la surface supérieure de la goutte de type mesa 4 d'un Liquide transparent déposée sur le substrat solide sensiblement plan et réfléchissant 3 placé horizontalement.Les rayons, après réflexions sur la surface de la goutte 4 d'une part et sur celle du substrat 3 d'autre part, traversent une nouvelle fois la Lentille 17, puis sont déviés par une lame semi-réfléchissante 18 vers un écran 19 disposé sensiblement perpendiculairement au faisceau émergent, et comportant avantageusement une graduation 20, par exemple sous forme d'un quadrillage régulier, destinée à la mesure des interfranges ou des rayons d'anneaux d'interférence lumineuse.

- la figure 6 représente schématiquement une autre variante du mode de réalisation du dispositif selon L'invention comprenant : une source de lumière monochromatique 21, telle qu'une source de lumière Laser, produisant un faisceau de rayons parallèles 22 dirigés sur la surface supérieure plane d'une goutte de type mesa 4 d'un Liquide transparent, déposée sur le substrat solide réfléchissant 3. Après réflexions sur la surface supérieure de la goutte et sur celle du substrat, le faisceau émergent est capté par un dispositif de mesure d'intensité lumineuse 23, tel qu'une cellule photoélectrique.

La mise en oeuvre du procédé et du dispositif selon
L'invention sera également aisément comprise à partir des exemples de réalisation suivants.

EXEMPLE 1
Détermination d'angles de contact instantanés.

On détermine l'angle de contact de gouttes de type mesa de plusieurs PDMS (polydiméthylsiloxane) de poids moléculaires compris entre 3 780 et 9 430 Daltons, déposées sur un substrat solide plan horizontal constitué d'une pastille de silicium recouverte d'une couche uniforme d'oxyde de silicium de 1,4 nm.

Les gouttes de PDMS sont parfaitement mouillantes pour le substrat choisi, mais sont d'une viscosité telle que leur étalement est très lent, ce qui permet la mesure d'un angle de contact instantané.

On utilise pour cela le dispositif représenté schématiquement à la figure 5. En effet, le substrat solide est réfléchissant et le PDMS est transparent à la longueur d'onde de 632,8 nm produite par une source laser He/Ne de 5 mW.

On utilise une LentiLLe convergente plan-convexe de distance focale 62,8 mm, que l'on place à cette distance de la surface supérieure de la goutte. On obtient ainsi sur L'écran des franges d'interférence circulaires. On mesure les rayons r1 et r2 de deux franges quelconques, successives ou non, afin de déterminer le produit (r2 - r1) x (r2 + r1).

Ainsi qu'il a été précisé précédemment, ce produit est fonction de la hauteur de la goutte. Les résultats sont portés au tableau I ci-après. L'angle de contact O (thêta) est ensuite calculé à partir de la hauteur ainsi déterminée, en appliquant la relation h = 2 x K sin(#/2) précitée. La va leur de K est calculée pour chaque PDMS par la tension de surface liquide-vapeur donnée par les tables et leur masse volumique.

TABLEAU I

Poids
<tb> moléculaire <SEP> γLV <SEP> K-1 <SEP> r1 <SEP> r2 <SEP> M <SEP> (r2 <SEP> - <SEP> r1) <SEP> (r2 <SEP> + <SEP> r1) <SEP> h <SEP> sin <SEP> 8 <SEP> = <SEP> h <SEP> 8
<tb> PDMS <SEP> dyne/cm <SEP> mm <SEP> mm <SEP> mm <SEP> M <SEP> m <SEP> 2 <SEP> 2.k-1 <SEP> (degrés)
<tb> 3180 <SEP> 20.7 <SEP> 1.49 <SEP> 7.15* <SEP> 9,30* <SEP> 1 <SEP> 35.3615 <SEP> 100 <SEP> 0.0336 <SEP> 3.9
<tb> 3180 <SEP> 20.7 <SEP> 1.49 <SEP> 7.15** <SEP> 10.09** <SEP> 1 <SEP> 50.5425 <SEP> 71 <SEP> 0.0239 <SEP> 2.7
<tb> 9430 <SEP> 21 <SEP> 1.49 <SEP> 4.037 <SEP> 7.09 <SEP> 3 <SEP> 11.3236 <SEP> 300 <SEP> 0.100 <SEP> 11.5
<tb> r1' r2 sont les rayons de deux franges d'interférence,
M est le nombre d'interfranges comprises entre ces deux rayons r1 et r2 (M > 1), *mesure faite après un temps d'étalement de la goutte de 2 h, ** mesure faite après un temps d'étalement de la goutte de 6 h.

EXEMPLE 2
Détermination de la tension superfjcielle critique de mouillage d'un substrat.

On détermine la tension superficielle critique de mouillage γC d'une pastille de silicium similaire à celle utilisée à L'exemple 1.

Pour cela, on mesure la hauteur h de gouttes de différents Liquides apolaires homologues au moyen du dispositif représenté aux figures 1 et 2. Dans la présente expérimentation, le choix s'est porté sur une série d'alcanes saturés linéaires. Les résultats sont reportés dans le tableau II ci-après, dans lequel la tension de surface liquide-vapeur 1LV est donnée dans des tables,
K-1 est calculé comme indiqué précédemment à partir de γLV et de la masse volumique du liquide, sin(#/2) est calculé à partir de la relation ::
sin(#/2) = 1/2 x h x 1/K 1
Le calcul de cos e permet ensuite de construire, pour cette série de liquides, la courbe de ZISMAN cos e = f(γLV) représentée à la figure 7, et d'en déduire la tension superficielle critique de mouillage γC du substrat. Ainsi, dans le présent cas particulier, γC et de L'ordre de 24,6 dynes/cm.

TABLEAU II

<tb> Liquide <SEP> γLV <SEP> K-1 <SEP> h <SEP> sin(#/2) <SEP> <SEP> #
<tb> utilisé <SEP> dynes/cm <SEP> mm <SEP> m <SEP> degrés <SEP> cos <SEP> #
<tb> undécane <SEP> 24,7 <SEP> 1,844 <SEP> 255 <SEP> 0,069 <SEP> 7,91 <SEP> 0,990
<tb> dodécane <SEP> 25,4 <SEP> 1,86 <SEP> 330 <SEP> 0,089 <SEP> 10,18 <SEP> 0,984
<tb> tétradécane <SEP> 26,7 <SEP> 1,89 <SEP> 640 <SEP> 0,169 <SEP> 19,49 <SEP> 0,943
<tb> hexadécane <SEP> 27,6 <SEP> 1,91 <SEP> 720 <SEP> 0,188 <SEP> 21,73 <SEP> 0,929
<tb>
EXEMPLE 3
Comparaison de L'efficacité d'un traitement modifiant la mouillabilité du cuir.

On cherche à comparer l'efficacité de deux traitements de surface différents sur du cuir, destinés à modifier sa mouillabilité par certains liquides, tels que des huiles polymériques comme un polydiméthylsiloxane (PDMS).

On dispose de deux échantillons de cuir, respectivement
BX et FX, ayant subi chacun un traitement différent, et sur lesquels on dépose une goutte d'huile de PDMS, dont les caractéristiques sont : - tension de surface liquide-vapeur rLV = 21,5 dynes/cm - viscosité 600 poises - masse moléculaire PM = 116 500 Daltons - masse volumique = 0,97 g/cm3.

Pour réaliser cette mesure, le choix s'est porté sur un
PDMS visqueux en raison de la porosité du cuir
On observe que pour la même quantité déposée, environ 10 pl, la goutte s'étale davantage et de façon moins régulière sur l'échantillon BX que sur l'échantillon FX.

Pour mesurer la hauteur de goutte h, on utilise le dispositif représenté aux figures 1 et 2. On détermine ensuite l'angle de contact 3 en calculant sin(#/2) comme à l'exemple 2.

Pour Le PDMS utilisé, la longueur de Laplace K-1 est calculée à partir des caractéristiqes indiquées ci-dessus, et vaut environ 1,50 mm.

Les résultats figurent au tableau III ci-après.

TABLEAU III

<tb> Echantillon <SEP> h <SEP> sin <SEP> #/2 <SEP> <SEP> #
<tb> <SEP> mm <SEP> degrés
<tb> <SEP> BX <SEP> 0,37 <SEP> 0,1245 <SEP> 14,3
<tb> <SEP> FX <SEP> 1,50 <SEP> 0,50 <SEP> 60
<tb>
On voit donc que l'angle de contact de La goutte de PDMS avec l'échantillon FX est très supérieur à celui avec l'échantillon
BX. L'échantillon FX est donc beaucoup moins "mouillé" que BX, ce qui confirme la première indication fournie par L'observation de l'étalement de la goutte. Ainsi, on en conclut que le traitement subi par l'échantillon FX rend celui-ci beaucoup plus oléophobe.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de détermination de l'angle de contact à L'interface entre un liquide et un substrat solide sensiblement plan et horizontal, caractérisé en ce qu'on dépose une quantité suffisante dudit liquide sur ledit substrat de manière à former au moins une goutte à surface libre supérieure plane, on mesure ou on détermine la hauteur de cette goutte dans la zone plane de ladite surface libre supérieure, et on calcule l'angle de contact à partir de la hauteur mesurée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure la hauteur de la goutte précitée par emploi d'une aiguille que L'on déplace sensiblement verticalement perpendiculairement à

la surface du substrat solide sur laquelle la goutte est déposée, on détecte les points de contact de l'aiguille d'abord avec le

Liquide et ensuite avec le substrat, et on détermine la hauteur de la goutte par différence entre lesdits points de contact.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on détecte le point de contact de l'aiguille avec le liquide en observant l'apparition d'un ménisque sur la surface du liquide.

4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lorsque le Liquide est conducteur du courant électrique, on utilise une aiguille constituée par deux fils conducteurs disposés de manière à ce que leurs extrémités inférieures restent à la même distance du substrat solide au cours du déplacement de l'aiguille, lesdits fils étant reliés aux bornes d'un générateur électrique, et que l'on détecte le point de contact de l'aiguille avec le liquide par le passage d'un courant électrique entre Lesdites extrémités.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise un générateur électrique à tension alternative haute fréquence afin de réduire le phénomène d'électrolyse.

6. Procédé selon L'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'on détecte le point de contact de l'aiguille avec la surface du substrat solide en observant l'apparition d'une déformation de l'aiguille.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on détecte le point de contact avec le substrat solide par emploi d'un faisceau étroit de rayons lumineux parallèles, tel qu'un faisceau laser, dirigé orthogonalement à l'aiguille et frôlant celle-ci de sorte que la déformation de l'aiguille, obtenue après contact avec le substrat, provoque la perturbation du trajet du faisceau lumineux.

8. Procédé selon L'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'on détecte le point de contact de l'aiguille avec La surface du substrat solide par L'empLoi d'une jauge de contrainte coopérant avec l'aiguille.

9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dépose sur ledit substrat solide un volume déterminé et suffisant dudit liquide pour obtenir une goutte de type mesa, on mesure la surface projetée de ladite goutte sur la surface plane dudit substrat et on calcule La hauteur de cette goutte à partir de la mesure de ladite surface projetée.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, dans Le cas de gouttes mesa de rayon inférieur à environ 15 K -1

K étant la longueur de Laplace, et de préférence compris entre 5 K 1 et 15 K , on calcule la hauteur de la goutte en divisant le volume connu de ladite goutte par ladite surface projetée multipliée par un coefficient correcteur α compris entre 0,66 et 1, en particulier obtenu par la formule α = 1 - # - 3E2, dans laquelle -1 s = K où K est la longeur de Laplace et R est le rayon de la

R goutte mesa.

11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que

Lorsque le liquide est transparent et le substrat est réfléchissant, on détermine la hauteur de la goutte de liquide en utilisant un faisceau lumineux monochromatique que l'on dirige sur ladite goutte pour produire, après réflexions sur la surface supérieure de la goutte d'une part et sur le substrat d'autre part, un phénomène d'interférences lumineuses, et en analysant ces interférences.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on utilise un faisceau de rayons convergents de lumière mono chromatique de manière à produire, après lesdites réflexions, des franges d'interférence sur un écran.

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que

Le faisceau de rayons convergents est obtenu à partir d'une

Lentille convergente éclairée par un faisceau de rayons parallèles, tel qu'un faisceau laser, L'axe optique de la lentille étant de préférence sensiblement parallèle audit faisceau et perpendiculaire au substrat solide.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la lentille précitée est disposée de manière à ce que la distance entre son centre optique et la surface supérieure de La goutte soit supérieure ou de préférence sensiblement égale à sa distance focale.

15. Procédé selon L'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce qu'on utilise une Lentille convergente dont la distance focale est très nettement supérieure à la hauteur de la goutte de liquide, avantageusement de 500 à 10 000 fois supérieure.

16. Procédé selon L'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'on utilise une Lentille plan-convexe.

17. Procédé selon L'une des revendications 12 à 16, caractérisé en ce qu'on détermine la hauteur de la goutte de type mesa à partir de la mesure du rayon d'au moins deux franges d'interférence distinctes sur ledit écran.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'on calcule la hauteur de la goutte à partir de la formule mathématique suivante

?Mnf2

h

( r2 ~ r1 ) ( r2 + r1 ) dans laquelle h = la hauteur de la goutte à déterminer, À = La longueur d'onde de la lumière utilisée, r2 et r1 sont les rayons de deux franges d'interférence, qu'elles soient consécutives ou non,

M est le nombre d'interfranges séparant les franges de rayons r1 et r2, M étant supérieur ou égal à 1, n est L'indice optique du liquide composant la goutte, et f est la focale de lentille convergente utilisée.

19. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on utilise un faisceau de rayons parallèles de lumière monochromatique, de préférence un faisceau laser, dirigé sur la partie plane de la goutte de type mesa et dont le faisceau parallèle émergeant après réflexions sur la surface supérieure de la goutte et sur celle du substrat solide est dirigé vers un dispositif de mesure d'intensité lumineuse.

20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que

L'intensité de la lumière émergente est comparée à une courbe d'étalonnage préalablement établie.

21. Procédé selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que la direction du faisceau incident est oblique par rapport au plan de substrat solide.

22. Procédé d'appréciation de la mouillabilité d'un substrat solide, caractérisé en ce qu'on dépose une quantité suffisante d'au moins un liquide sur une partie sensiblement plane et horizontale dudit substrat de manière à former au moins une goutte à surface libre supérieure plane, on mesure ou on détermine la hauteur de cette goutte dans la zone plane de ladite surface libre supérieure, et on calcule l'angle de contact à partir de la hauteur mesurée.

23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'on apprécie La mouillabilité d'un substrat solide relativement à celle d'un autre substrat solide en utilisant le même liquide et en comparant dans chaque cas La hauteur de la goutte de type mesa.

24. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'on apprécie la mouillabilité d'un substrat solide en déterminant les angles de contact dudit substrat avec au moins deux

Liquides organiques apolaires homologues dont on connaît La tension interfaciale avec Leur vapeur, pour obtenir la valeur de la tension superficielle critique de mouillage 1c dudit substrat solide.

25. Dispositif de détermination de l'angle de contact à l'interface entre un liquide et un substrat solide sensiblement plan et horizontal, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure ou de calcul ae la hauteur d'une goutte dudit liquide de type mesa à surface libre supérieure plane, et des moyens de calcul de l'angle de contact à partir de la hauteur ainsi déterminée.

26. Dispositif selon La revendication 25, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la hauteur de la goutte comprennent une aiguille montée déplaçable mécaniquement dans un plan sensiblement vertical perpendiculairement audit substrat sur lequel La goutte est déposée, des moyens de mesure de La distance de déplacement de ladite aiguille, des moyens de détection du point de contact de ladite aiguille avec ledit liquide et du point de contact de ladite aiguille avec la surface dudit substrat, ainsi que des moyens de calcul pour déterminer la hauteur de ladite goutte par différence entre les deux points de contact détectés précités.

27. Dispositif selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il comprend une aiguille constituée par deux fils conducteurs disposés de manière à ce que leurs extrémités inférieures restent à la même distance du substrat solide au cours du déplacement de l'aiguille, ces fils conducteurs étant reliés aux bornes d'un générateur électrique, ainsi que des moyens de détection du passage d'un courant électrique dans lesdits fils.

28. Dispositif selon la revendication 27, caractérisé en ce que la tension produite par le générateur électrique précité est une tension alternative haute fréquence.

29. Dispositif selon L'une des revendications 26 à 28, caractérisé en ce qu'il comprend comme moyen de détection du point de contact de l'aiguille avec le substrat solide, des moyens de production d'un faisceau étroit de rayons lumineux parallèles, dirigé sensiblement orthogonalement à l'aiguille et frôlant celleci, ainsi que des moyens de détection de toute perturbation du faisceau Lumineux.

30. Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce que les moyens de production du faisceau Lumineux comprennent au moins un dispositif laser.

31. Dispositif selon L'une des revendications 26 à 28, caractérisé en ce qu'il comprend, comme moyen de détection du point de contact de l'aiguille avec le substrat solide, une jauge de contrainte coopérant avec ladite aiguille.

32. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour déposer un volume déterminé suffisant dudit Liquide sur ledit substrat, de manière à former une goutte de type mesa, des moyens de mesure de la surface projetée de ladite goutte mesa sur la surface plane dudit substrat, ainsi que des moyens de calcul de la hauteur de la goutte à partir de La surface projetée ainsi mesurée et du volume connu de liquide déposé.

33. Dispositif selon la revendication 32, caractérisé en ce que les moyens de mesure de ladite surface projetée comprennent un système automatique d'analyse d'image.

34. Dispositif selon la revendications 25, caractérisé en ce que les moyens de détermination de la hauteur comprennent des moyens de production d'un faisceau de lumière monochromatique dirigé de façon à pénétrer à travers la goutte mesa déposée sur ledit substrat et etre réfléchi par la surface supérieure de la goutte et par celle du substrat, des moyens pour capter le faisceau émergeant après lesdites réflexions et des moyens d'analyse des interférences Lumineuses ainsi produites pour déterminer la hauteur de la goutte.

35. Dispositif selon la revendication 34, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de production d'un faisceau de rayons lumineux monochromatiques convergents dirigé sur ta surface supérieure de la goutte de type mesa, des moyens faisant écran audit faisceau de rayons réfléchis, des moyens de mesure destinés à évaluer sur Ledit écran la longueur d'au moins deux rayons de deux franges quelconques d'interférence lumineuse produites par ledit faisceau réfléchi, ainsi que des moyens pour déterminer la hauteur de ladite goutte mesa à partir des valeurs ainsi mesurées.

36. Dispositif selon la revendication 35, caractérisé en ce que Les moyens de production du faisceau de rayons convergents comprennent une source de lumière monochromatique produisant un faisceau de rayons lumineux parallèles, et une lentille convergente dont L'axe optique est sensiblement parallèle audit faisceau et perpendiculaire audit substrat solide.

37. Dispositif selon la revendication 36, caractérisé en ce que la lentille précitée est disposée de telle sorte que la distance entre son centre optique et La surface supérieure de la goutte soit supérieure ou, de préférence, sensiblement égale à sa distance focale.

38. Dispositif selon L'une des revendications 36 ou 37, caractérisé en ce que la lentille convergente a une distance focale très nettement supérieure à la hauteur de la goutte de

Liquide, avantageusement de 500 à 10 000 fois supérieure.

39. Dispositif selon L'une des revendications 36 à 38, caractérisé en ce que la distance focale de la lentille convergente est comprise entre 50 et 500 mm.

40. Dispositif selon L'une des revendications 36 à 39, caractérisé en ce que la lentille précitée est une lentille planconvexe.

41. Dispositif selon la revendication 34, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de production d'un faisceau de rayons lumineux monochromatiques parallèles, tel qu'un faisceau laser, dirigés de préférence obliquement, sur la surface supérieure de La goutte mesa, des moyens pour capter le faisceau émergent consistant en un dispositif de mesure d'intensité Lumineuse, ainsi que des moyens pour déterminer la hauteur de la goutte mesa à partir de

L'intensité lumineuse mesurée.