Bulle piégée après impact d'une goutte : mécanismes de pincement et manifestation acoustique - Caroline Derec (Université Paris Cité)

Lorsqu'une goutte tombe sur la surface d'un bain liquide, la dynamique suivant l'impact conduit fréquemment à l'émission d'un bruit caractéristique "ploc" bien reconnaissable. En effet, après l'impact de la goutte, une cavité d'air se creuse sous la surface du liquide jusqu'à son développement maximum, avant de se rétracter brutalement en même temps qu'un jet liquide émerge au-dessus de la surface du liquide. À différentes étapes de ce processus, et selon différents mécanismes, une bulle est susceptible d'être piégée dans le liquide. C'est la résonance de cette bulle sous l'eau qui produit le son caractéristique le plus intense.

Dans la première partie de ce séminaire, on s'attachera à décrire plus particulièrement un des mécanismes de piégeage de bulle, par pincement. Pour comprendre les mécanismes qui contrôlent l'apparition d'une bulle sous certaines conditions, je présenterai des expériences effectuées en faisant varier un paramètre jusqu'alors peu exploré, la tension de surface. On verra que les résultats indiquent qu'un rôle essentiel est joué par les ondes capillaires qui se propagent à la surface de la cavité d'air.

Ensuite c'est le signal acoustique produit par la bulle qui sera examiné. Si la fréquence de résonance et l'amortissement du signal sont déjà bien décrits, en revanche le démarrage du signal acoustique avant le piégeage de la bulle, ainsi que l'origine de l'amplitude de ce signal, restent à ce jour incompris. Nos dernières expériences montrent que ces deux aspects du signal acoustique peuvent être reliés aux mécanismes hydrodynamiques à l'origine du pincement de la bulle.

Contact: Elise Lorenceau