Les mousses aqueuses sont légères, éphémères, dotées d’une grande quantité d’interfaces et mécaniquement remarquables : solides si on les sollicite faiblement, fluides sinon. Autant de raisons pour lesquelles on trouve si souvent ces liquides complexes dans notre vie de tous les jours ou dans les procédés industriels. C’est le jeu des molécules de savon, des films et des bulles qui donne aux mousses leurs propriétés originales.
Quand l’eau sculpte l’air : les mousses
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Rien de plus
simple que de faire de la mousse. Il suffit de mélanger de
l’air, de l’eau et du savon. Pourtant, malgré cette
apparente simplicité, les mousses se révèlent
être des fluides complexes avec des propriétés
géométriques, physiques et mécaniques originales.
Elles peuvent être sèches ou humides, atténuer
les sons bien qu’emplies d’air, se comporter comme un
solide bien que constituées uniquement de fluides … Ces propriétés originales alliées à une faible densité et une grande quantité d’interfaces par unité de volume rendent les mousses bien adaptées à diverses applications de notre vie de tous les jours ou à de nombreux procédés industriels. Comme exemple, citons les mousses utilisées dans les produits cosmétiques, comme forme galénique pour les traitements médicaux, pour la récupération du pétrole ou des minerais, pour la décontamination chimique, pour élaborer des matériaux ultra légers… |
Ces propriétés originales alliées à une faible densité et une grande quantité d’interfaces par unité de volume rendent les mousses bien adaptées à diverses applications de notre vie de tous les jours ou à de nombreux procédés industriels. Comme exemple, citons les mousses utilisées dans les produits cosmétiques, comme forme galénique pour les traitements médicaux, pour la récupération du pétrole ou des minerais, pour la décontamination chimique, pour élaborer des matériaux ultra légers…
Des surfaces minimales
La structure des mousses est fascinante. En effet, les bulles au sein d’une mousse ne sont pas aléatoirement pressées les unes contre les autres, mais elles sont organisées selon des lois physiques simples et robustes découvertes au XIXème siècle par le physicien belge Joseph Plateau. A l’instar de nombreux systèmes physiques, les mousses cherchent à minimiser leur énergie. Or celle-ci vient de l’énergie de surface des interfaces gaz-liquide. Comment donc, empiler des bulles identiques tout en minimisant l’aire de leurs interfaces ? La réponse dépend subtilement de la teneur en liquide de la mousse comme le montrent les cristaux de mousses sèches ou humides.
Ephémère comme une mousse : une histoire de films ? pas seulement.
Les mousses sont des objets éphémères qui vieillissent. Elles tirent leur instabilité de la gravité qui aspire le liquide, de la fragilité des films de savon qui éclatent, ou encore du mûrissement qui fait disparaître les petites bulles au profit des grandes. L’eau s’écoule dans les films et les canaux à leurs jonctions, les asséchant chemin faisant, ce qui accroît leur perméabilité au gaz et accélère leur mûrissement. Le drainage, d’autant plus efficace que les bulles sont grandes, s’en trouve accéléré à son tour, et le vieillissement s’emballe. Mais comment se débarrasser d’une mousse qui s’est produite intempestivement ? En lui administrant un antimousse (des gouttes d’huile par exemple), qui vont rompre les films de savon.