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Dynamique rapide des mousses : à l’échelle du film de savon

Caroline Derec Laboratoire Matière et Systèmes Complexes, Université Paris Diderot

La dynamique des mousses liquides est un sujet en pleine exploration aujourd’hui (glissement d’une mousse sur une paroi, propagation du son, éclatement des bulles, modes de dissipation d’énergie…). Au laboratoire MSC, nous nous intéressons aux vibrations d’une mousse liquide, à l’échelle de la mousse (propagation d’une onde acoustique) et à l’échelle de la bulle. Tous ces phénomènes font intervenir des écoulements dans le squelette liquide de la mousse, et ces écoulements sont limités par des interfaces, elles-mêmes plus ou moins mobiles. Pour aborder la dynamique des mousses, il est donc nécessaire de comprendre les propriétés visco-élastiques des interfaces de la mousse.

Nous nous intéressons ici aux propriétés dynamiques d’un film de savon, qui est une des briques élémentaires de la mousse. Un film de savon est mis en vibration grâce à un haut-parleur et une onde transverse stationnaire s’établit sur le film. La relation de dispersion de ces ondes met en évidence le rôle de l’inertie du film, mais aussi de l’air mis en vibration autour du film.

Une mesure expérimentale de cette relation de dispersion est effectuée, dans une large gamme de fréquences (200 Hz – 10 kHz). Les modèles existants s’écartent de nos résultats expérimentaux pour les plus hautes fréquences. Nous interprétons cet écart comme une manifestation de la viscoélasticité dilatationnelle de surface et de ses effets sur la dynamique du film.