Les bulles de savon

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  • Publié le : 23 avril 2014
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Tension superficielle
La tension superficielle, également appelée tension de surface ou encore plus familièrement "peau de l’eau", est une force créée lors d’une interface entre deux milieux différents. Dans la vie, elle est observable dans de nombreuses situations, comme par exemple lorsque des insectes se déplacent à la surface de l’eau sans couler ou même y pénétrer. Ce même phénomènepermet à un verre d’être « plus que plein »: sans cette force, ce dernier déborderait. Mais dans le cadre de notre TPE l’exemple qui nous intéresse le plus est celui des bulles de savon.
Une bulle de savon est un phénomène éphémère, mais ces dernières ont un temps de vie néanmoins bien plus important que celui de leurs semblables faites uniquement d’eau. On peut expliquer cela par les tensioactifsque contient le savon. Ces derniers ont pour effet d’abaisser la tension superficielle des bulles. Les « bulleurs » utilisent aussi de la glycérine ou de la farine de maïs pour abaisser encore la tension superficielle. Cela leur permet de réaliser des bulles géantes.




Phospholipides
Le principe de « maintien » de la bulle résulte d’interactions complexes entre différentes espèceschimiques. Pour simplifier, des phospholipides sont répartis sur toute la surface de la bulle, ces phospholipides maintiennent une fine couche de savon et d’eau. Ils sont composés d’une tête hydrophile (affinités avec l’eau) et d’une queue hydrophobe (qui tend à s’éloigner de l’eau).
Dans une bulle, ils s’organisent en bicouche lipidique dans laquelle les queues hydrophobes sont orientées versl’intérieur de la bulle tandis que les têtes hydrophiles sont orientées vers l’extérieur de la bulle. Cette structure est dite en « micelle ».
Du fait du caractère microscopique de ce phénomène, nous ne pouvions réaliser d’expérience, faute de matériel. Cependant, nous nous sommes intéressés aux actions à plus grande échelle de ce phénomène.
En effet, on peut retrouver ce phénomène dans la vie de tousles jours. Quand vous prenez une douche ou que vous faites la vaisselle, les bulles de savon vont emprisonner les saletés (lorsque ce sont des lipides), facilitant ainsi le nettoyage. Ce sont les queues de bulles, ayant des affinités avec les lipides (matières grasses) qui vont « regrouper » les saletés.
Irisation
Ce phénomène n’influe pas réellement sur la formation des bulles il estcependant observable durant toute la durée de vie de la bulle. Cet article est donc d’un "bonus" pour la culture générale.
Nous avons poursuivi notre TPE par des expériences sur le phénomène d’irisation. Nous cherchions à déterminer si celui-ci influait d’une quelconque manière sur sa structure et s’il était possible de modifier cette irisation. Nous nous sommes pour cela servi de nos notions d’optiqueet avons réalisé une autre expérience.
Les «couleurs arc-en-ciel» observées dans une bulle en plein jour sont le résultat de l’irisation. Ce phénomène vient des interférences optiques qui se produisent à la surface de la bulle, qui sont purement dues au caractère ondulatoire de la lumière, et non à l’effet de prisme qui caractérise l’arc-en-ciel, comme l’on est souvent forcé de croire.
Prenonsune onde, comme par exemple une vague d’un côté d’une piscine. Si on produit la même onde de l’autre côté de la piscine, il y a deux résultats possibles:

La lumière est une onde aussi. Il est donc possible d’obtenir des interférences lumineuses.
Si deux ondes lumineuses de même fréquence se superposent, soit on obtient de la lumière plus forte, soit de l’absence de lumière, et donc du noir .Dans une bulle, la première onde est obtenue par transmission à l’extérieur de la surface de la bulle. La seconde est une partie de la lumière qui fait une réflexion supplémentaire dans la bulle.
Le rôle de l’épaisseur fine et transparente est jouée par la pellicule d’eau + savon de la bulle.
La lumière blanche est composée de toutes les fréquences entre le violet et le rouge. Lors des...
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