Thèse soutenue

Stabilité d'objets savonneux : mousses humides, bulles de surface et films géants

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Auteur / Autrice : Marina Pasquet
Direction : Emmanuelle RioFrédéric RestagnoDominique Langevin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 27/01/2022
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique des solides (Orsay, Essonne)
référent : Faculté des sciences d'Orsay
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Physique (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Wiebke Drenckhan
Examinateurs / Examinatrices : Anne-Laure Biance, Arnaud Antkowiak, Henri Lhuissier
Rapporteurs / Rapporteuses : Anne-Laure Biance, Arnaud Antkowiak

Résumé

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La problématique de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes à l’origine de la stabilité des films de savon, des bulles de surface, ou des mousses aqueuses et de prédire leur temps de vie. Trois dispositifs expérimentaux ont été utilisés afin de stabiliser ces systèmes, en supprimant l’évaporation ou la gravité, ou en adaptant la physico-chimie des solutions. Dans une première partie, nous montrons que la physico-chimie modifie la dynamique d'amincissement des bulles de surface, essentiellement via l'évaporation et non via le drainage. Pour stabiliser les bulles malgré l'évaporation, nous montrons que l'ajout de glycérol est pertinent. Pour chacun des systèmes étudiés, nous proposons un modèle pour décrire les dynamiques d'amincissement observées. Par ailleurs, nous montrons que les redistributions d'épaisseurs dans les films, dues à la régénération marginale, expliquent complètement la dynamique d'amincissement en l'absence d'évaporation. Dans une deuxième partie, nous nous intéressons à la génération et à la stabilité de films "géants". Nous proposons un modèle hydrostatique d'entraînement des films, dont la résolution numérique est en accord avec les données expérimentales. Nous montrons également que la prise en compte de l'évaporation convective permet de prédire un temps de vie maximal de ces grands films. Enfin, nous étudions le comportement de mousses autour de la transition de "jamming" en l'absence de gravité dans la Station Spatiale Internationale (ISS), dans le cadre du projet européen FOAM-C. Nous montrons que même si nous atteignons le régime auto-similaire très tardivement, nous pouvons comparer nos résultats à ceux de la littérature portant sur le mûrissement. Nous trouvons une transition entre les mousses sèches et les liquides bulleux pour une fraction liquide égale à 40 %. Nous étudions également l'impact de la physico-chimie sur ce processus de vieillissement.