Thèse soutenue

Contributions théorique et expérimentale à l'étude du drainage d'une mousse aqueuse

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Auteur / Autrice : Marc Durand
Direction : Dominique Langevin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées. Techniques et industries diverses
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

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Résumé

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Ce manuscrit de thèse présente un ensemble de travaux à la fois théoriques et expérimentaux portant sur le drainage d'une mousse aqueuse. L'influence de trois paramètres est étudiée: la viscoélasticité de surface, la taille des bulles et le désordre. Deux dispositifs expérimentaux permettant l'étude du drainage d'une mousse ont été réalisés; le premier basé sur la mesure de la répartition du liquide par mesure de la conductivité, et le second basé sur la mesure de la répartition du liquide par diffusion multiple de la lumière. Ces deux dispositifs nous ont permis de mettre en évidence l'effet de la viscoélasticité sur le drainage de la mousse, et ainsi de réconcilier de façon qualitative les deux modèles théoriques du drainage existants. De plus, ces expériences ont montré que la taille des bulles avait également une influence sur le régime de drainage. Ce résultat peut être compris en termes de compétition entre la dissipation de surface et la dissipation de volume. Des mesures de la tension dynamique de surface ont également été effectuées avec la technique de la goutte pendante. Nous prouvons ainsi que la surface reste localement en équilibre thermodynamique avec le volume. Sur le plan théorique, un nouveau modèle du drainage tenant compte explicitement des paramètres viscoélastiques de surface et de la taille des bulles est proposé. La dépendance du drainage avec ces paramètres est qualitativement en accord avec les résultats expérimentaux obtenus. Enfin, une étude de l'influence du désordre a été entreprise en calculant la conductivité effective de mousses périodiques vérifiant les lois de Plateau. La conclusion de cette étude est qu'il est légitime de ne pas tenir compte des lois régissant la structure locale de la mousse dans le calcul du drainage ou de la conductivité de la mousse. Ce résultat vient du fait que les lois de Plateau imposent d'elles-même une distribution uniforme de l'orientation des bords de Plateau dans la mousse.