Quand les bulles se font la belle

Par Yan Chelminski / Le 7 mai 2014

Les savons et les mousses sont des produits très présents dans la vie de tous les jours : utilisés dans les produits d’hygiène ou les cosmétiques, ils sont également très précieux pour l’industrie qui exploite leurs propriétés nettoyantes. Si leur stabilité est un paramètre important, celle-ci reste encore mal connue. A quel moment une bulle va-t-elle éclater ? Des physiciens du Laboratoire de physique des solides (LPS – UPSud/CNRS) viennent d’apporter quelques éléments de réponse.

Rappelez-vous : vous avez 5 ans, et vous n’avez jamais été aussi concentré. Sous les yeux ébahis de vos camarades, vous venez de produire la plus grande bulle de savon de tous les temps. Soudain, elle éclate, sans raison apparente et c’est le drame ! Outre la possibilité d’épargner cette immense déception aux générations futures, la compréhension de la stabilité des bulles de savon intéresse les scientifiques, mais aussi les industriels. Actuellement en effet, on ne sait pas prédire la taille maximale d’une bulle de savon et seul un savoir assez empirique permet d’avoir une recette pour faire de grosses bulles. « Pourtant, la stabilité des mousses est un paramètre important : elles doivent être stables lorsqu’elles sont utilisées dans la lutte anti-incendie mais être facilement rinçables et ne pas envahir la salle de bain lorsqu’elles sont utilisées dans une lessive. »

Des films de savon verticaux

Pour comprendre ce phénomène, les physiciens du Laboratoire de physique des solides (LPS - UPSud/CNRS) ont cherché à le simplifier en étudiant non pas des bulles, mais des films plans. Si des travaux avaient déjà été réalisés sur la rupture de films de savon, ils l’avaient souvent été sur des films horizontaux et avaient montré que leur éclatement était ultimement régi par le hasard. En mesurant et en modélisant la longueur maximale le temps de vie de ces films verticaux, les chercheurs ont montré que l’éclatement est dans ce cas parfaitement déterministe et qu’il dépend de la vitesse de formation, de la nature et de la concentration en molécules de savon utilisées ainsi que de la viscosité de la solution. Ils ont constaté un lien de dépendance entre temps de vie et épaisseur : les films les plus minces sont les plus stables (en durée de vie) mais ce sont aussi ceux qui sont les plus courts au moment de leur rupture. Cette découverte a conduit l’équipe à proposer un scénario de rupture des films : les molécules de savon ne sont pas réparties de façon homogène lors du tirage des films, elles sont moins nombreuses dans la zone de film fraîchement créée ce qui provoque une force qui tient le poids du film, grâce à un effet physique connu sous le nom d’effet Marangoni. Le poids du film devient de plus en plus grand au fur et à mesure de son allongement. Il finit donc par atteindre une longueur maximale à laquelle son poids devient si important que la force de Marangoni est trop faible pour supporter le film. Ce travail vient d’être publié dans la revue Soft Matter.

 

 

Référence:

A study of generation and rupture of soap films, L. Saulnier, L. Champougny, G. Bastien, F. Restagno, D. Langevin et E. Rio, Soft Matter, 10, 2899-2906 (2014)

Dernière modification le 13 mai 2014