Equipe
- Membres permanents : Sylvie Cohen-Addad, Reinhard Höhler
En microgravité, les bulles de gaz isolées dans un liquide sont des sphères. Les dispersions diluées de bulles se comportent comme des liquides. Lorsque la fraction volumique de bulles dans un liquide dépasse une valeur critique dite de « blocage », les bulles sont bloquées les une contre les autres et forment une mousse. Dans cet empilement, désordonné ou non, les bulles sont déformées et confèrent des propriétés mécaniques à la mousse qui se comporte comme un solide mou sous une faible sollicitation mécanique ou s’écoule comme un fluide visqueux au-delà d’un seuil de contrainte appliqué. En microgravité, une mousse vieillit au cours du temps par l’effet de coalescence provoqué par la rupture des films entre bulles et/ou par l’effet de mûrissement dû à la diffusion du gaz entre bulles voisines. Ces processus induisent une dynamique interne à la mousse dont les processus élémentaires sont des réarrangements locaux intermittents de bulles.
Nous étudions la structure et la dynamique des mousses qui mûrissent en microgravité, dans le domaine des mousses « humides » proche de la transition de blocage. Ce domaine est inexplorable sur terre à cause de la gravité qui assèche les mousses plus rapidement qu’elles ne mûrissent ! Nous cherchons à mettre en évidence les lois de croissance de la taille des bulles, les distributions de taille de bulles et la dynamique des réarrangements dans le régime de croissance statistiquement autosimilaire. Ces expériences sont réalisées dans la Station Spatiale Internationale à l’aide d’un instrument conçu pour les mousses et équipé d’une caméra vidéo pour observer les bulles en surface et de sondes de diffusion multiple de la lumière pour les ausculter en volume. Ce projet est une collaboration internationale soutenue par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et le Centre National d’Etudes Spatiales (CNES).
 |
 |
 |
 |
| Station Spatiale Internationale (ISS) | Laboratoire de Science des Fluides dans l’ISS | Echantillon de mousse, et figure de speckles produite par diffusion multiple de la lumière cohérente réfléchie par une mousse | Ces pics révèlent des réarrangements de bulles au sein d’une mousse |
Principales collaborations
- Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sacaly (D. Langevin, A. Salonen, E. Rio)
- Department of Physics , University of Pennsylvania, Philadelphia (D. Durian)
- Institut Navier, Université Gustave Eiffel, Champs-sur Marne (O. Pitois)
- Aberystwyth University, Royaume-Uni (S. Cox)
Publications
– « Soft matter dynamics: A versatile microgravity platform to study dynamics in soft matter », P. Born, M. Braibanti, L. Cristofolini, S. Cohen-Addad, D. J Durian, R. Höhler et al, Review of Scientific Instruments, 2021, 92 (12), pp.124503. ⟨10.1063/5.0062946⟩. ⟨hal-03511925⟩
– “Aqueous foams in microgravity, measuring bubble sizes”, M. Pasquet, N. Galvani, O. Pitois, S. Cohen-Addad, R. Höhler, A. T. Chieco, S. Dillavou, J. M. Hanlan, D. J. Durian, E. Rio, A. Salonen and D. Langevin, Comptes Rendus Mécanique, Académie des Sciences (2023). Sous presse
