Triangle de la physique

Les phénomènes interfaciaux sont cruciaux pour comprendre la mécanique des bulles, films et mousses. Les surfactants couvrant les interfaces non seulement réduisent la tension de surface, mais génèrent également de la viscoélasticité interfaciale. Ceci est particulièrement important pour les écoulements rapides et/ou confinés de films et de mousses liquides, comme ceux rencontrés en microfluidique ou dans les milieux poreux.

Nous présentons une expérience élémentaire, à l'échelle de films de savon individuels poussés dans des tubes. En augmentant leur vitesse, nous montrons que des films de SDS (sans viscoélasticité interfaciale) se courbent vers l'aval, et qu'ils se cassent quand cette courbure devient égale à celle du tube [1]. En employant un mélange de surfactants SLES/CAPB/MAc à forte viscoélasticité interfaciale, le comportement est très différent : la déformation de films apparaît à des vitesses beaucoup plus basses, la quantité de liquide présente dans les bords de Plateau joue un rôle fondamental, et les films peuvent montrer une dynamique intermittente ressemblant au stick-slip. De plus, nous montrons par suivi de particules que ces films influencent le film mouillant à la paroi du tube sur une distance considérable.

Pour comprendre ces phénomènes, nous mesurons le profil d'épaisseur dans le film mouillant au voisinage de ces films par interférométrie en lumière blanche. Nous retrouvons la trace d'une longueur d'influence sur le profil d'épaisseur. Nous discutons la dépendance de la vitesse et de l'épaisseur à l'infini sur le profil et la longueur d'influence. Nous proposons une nouvelle analyse des équations de lubrification et de transport de surfactant par un double développement asymptotique raccordé qui explique analytiquement la structure de l'écoulement dans cette zone d'influence.