L’espérance de vie d’une bulle en société

Quand deux bulles entrent en contact, elles fusionnent très rapidement dans la plupart des liquides purs. Lorsque du savon ou un autre liquide est ajouté, ce phénomène est beaucoup plus lent, et le temps de vie de deux bulles en contact peut atteindre alors plusieurs secondes, voire plusieurs minutes. Un des effets à l’origine de l’augmentation de cette espérance de vie est la différence de concentration des différents composants du liquide à la surface et dans le volume du liquide. Ainsi, même lorsque la concentration diffère de moins d’un pourcent, le temps de vie de deux bulles en contact peut être multiplié par dix mille ou cent mille ! Comprendre l’augmentation de ces temps de vie est donc crucial pour pouvoir par exemple contrôler la stabilité des mousses, présentes dans de nombreux procédés ou produits industriels, allant de l’agro-alimentaire à la cosmétique et la production de pétrole.

Ces recherches ont été menées dans les unités CNRS suivantes :

Dans un récent travail, une collaboration internationale de chercheurs et chercheuses, a mené une expérience dans laquelle des trains de bulles, identiques et au contact, sont formées par injection de gaz dans un tube rempli d’un liquide. Les liquides étudiés sont des mélanges de deux huiles dans lesquelles les différences de concentration entre surface et volume peuvent être modifiées en changeant la composition et sont bien décrites par des modèles simples. Les chercheurs ont également varié la taille du tube dans lequel les trains de bulles sont formés. Dans toutes les expériences, les temps de vie des bulles ont été mesurés avec précision, ce qui a permis de valider un modèle physique complet où les effets thermodynamiques doivent être incorporés dans la dynamique des fluides pour rendre compte avec précision des expériences. Ces résultats révèlent pour la première fois comment la géométrie et la thermodynamique de surface modifient le processus de coalescence des bulles au contact dans des mélanges liquides. Ils constituent une nouvelle base pour pouvoir prédire l’espérance de vie de bulles au contact de leurs semblables, quelle que soit leur taille. Ils sont publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences (USA).