Formation et évolution d’une mousse liquide

Introduction :
Une mousse liquide est constituée de bulles de gaz prisonnières dans un liquide. Depuis des siècles, les mousses intriguent les physiciens comme Isaac Newton ou Lord Kelvin. Elles font de nos jours l’objet de recherches actives. Elles sont utilisées dans de nombreux domaines industriels car elles ont des propriétés très particulières qui s’avèrent très pratiques dans l’usage que l’on en fait. Dans cet exposé nous allons nous intéresser à leur formation puis à leur évolution.

I Définition et obtention d’une mousse

1) Qu’est ce qu’une mousse ? Comment l’obtient-on ?
Une mousse est un système diphasique constitué d’une phase liquide continue et d’une phase gazeuse dispersée dans des bulles. Elle a durée de vie qui vit de plusieurs secondes à quelques jours. On distingue deux types de mousse : * D’un côté, les mousses humides qui contiennent une fraction volumique de liquide élevée (de 5 à 30% de liquide). Les bulles y sont essentiellement sphériques. Ex mousse de bière. * D’un autre côté, les mousses sèches qui contiennent très peu de liquide (2% ou moins). Les bulles sont alors polyédriques. Ex mousse de liquide vaisselle.

Il faut, pour obtenir une mousse, mélanger du liquide et du gaz. On peut par exemple provoquer la désorption d’un gaz dissous dans un liquide en diminuant la pression ou en augmentant la température. C’est ainsi que la mousse à raser sort de la bombe ou encore que la mousse de champagne se forme quand on ouvre la bouteille. On peut aussi soumettre le gaz à une sollicitation mécanique, comme lorsque l’on sert un verre de bière. Une variante consiste à pomper l’eau pour la faire passer dans l’air à travers un matériau poreux, ce qui est le cas dans les lances à incendie. Les bulles ainsi obtenues ont une taille moyenne de 100 µm.

2) Structure d’une mousse : lois de Plateau
Au 19e siècle, Plateau a décrit la structure d’une mousse 2D. Sur cette figure, on peut