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Accueil du site > Mesures macroscopiques de formation et drainage dans des films

Proposition de stage 2008-2009
MASTER 2ème année

 

Laboratoire : Laboratoire de Physique des Solides

Adresse : Bâtiment 510, Centre Scientifique d’Orsay, 91405 Orsay Cedex Directeur du laboratoire : Jean-Paul Pouget

Responsables du stage : Emmanuelle Rio et Frédéric Restagno Téléphone : 01 69 15 69 60 e-mail : restagno@lps.u-psud.fr rio@lps.u-psud.fr

 

 

Projet scientifique : Une mousse est la dispersion de bulles de gaz dans une phase liquide. D’utilisation quotidienne (détergent, mousses alimentaires, mousses solides...), sa stabilité n’en reste pas moins que très partiellement comprise. En particulier, un des mécanismes d’évolution est le lent drainage du liquide dans les films et les barrières de Plateau qui les connectent. Les liens entre la vitesse de drainage et les propriétés physico - chimiques de la solution liquide qui affectent les propriétés rhéologiques de surface sont encore trop mal connus -1, en particulier pour les solutions de liquides complexes, contenant des polymères.

Au laboratoire, des expériences ont été réalisées sur des films isolés contenant des tensioactifs et des polyélectrolytes -2. La balance à film, historiquement utilisée pour mesurer des pressions de disjonction permet de fabriquer des films de savons d’épaisseur nanométrique. L’observation de la dynamique d’ouverture de domaines de plus faible épaisseur dans ces films permet d’avoir accès à une viscosité effective de ces liquides confinés . Il a été montré que les viscosités observées à petite échelle sont très différentes de celles mesurées en volume. Une des causes de ces différences est qu’il faut tenir compte des propriétés mécaniques particulières des interfaces liquides.

Un moyen simple, au moins du point de vue conceptuel, pour mesurer les propriétés viscoélastiques d’une surface est de créer un film de savon. Dans cette situation, proche de celle d’un rhéomètre élongationnel idéal, de la surface est créé avec un taux d’élongation dépendant de la vitesse de tirage. On peut aussi regarder comment le liquide se draine dans le film une fois formé sous l’effet des forces capillaires. Le sujet du stage est de faire des mesures macroscopiques de formation et drainage dans des films tirés hors d’une solution et de les corréler aux mesures effectuées précédemment sur des films nanométriques. Il s’agit d’utiliser des mesures de visualisation pour extraire les vitesses de drainage. Finalement, ce travail devrait permettre de comprendre (ou d’aider à comprendre) pourquoi, en 2008, on ne comprend toujours pas ce qui fixe l’épaisseur d’un film de savon -3 !

- 1 M. Durand, G. Martinoty, and D. Langevin, Liquid flow through aqueous foams : From the Plateau border-dominated regime to the node - dominated regime, Phys. Rev. E 60, R6307 - R6308 (1999)
- 2 C. Beltran, D. Langevin, Stratification Kinetics of Polyelectrolyte Solutions Confined in Thin Films, Phys. Rev. Lett. 94, 217803 (2005)
- 3 E. A. Van Nierop, B. Scheid and H. A. Stone, On the thickness of soap films : an alternative to Frankel’s law, J. Fluid Mech. 2008, 602:119-127