École Nationale Supérieure de
Techniques Avancées

Résumé

Lorsqu’elles sont piégées dans un écoulement turbulent, les bulles se cassent, conduisant à de nouvelles distributions de taille, N(d) avec d le diamètre d’une bulle, qui dépendent de la taille de la bulle initiale d0. Des études antérieures ont montré que pour les cavités initialement plus grandes que l’échelle de Hinze, l’échelle à laquelle la tension superficielle prend le dessus sur la turbulence qui ne peut alors plus casser la bulle, les distributions suivent N(d) ∝ d−3/2 pour les bulles plus petites que l’échelle de Hinze, et N(d) ∝ d−10/3 pour les bulles plus grandes que l’échelle de Hinze. Cette étude fait suite aux travaux de Daniel Ruth (2022). Nous nous sommes intéressé à l’impact de la concentration en surfactants sur la fragmentation d’une cavité initiale de taille donnée. Notre dispositif expérimental a été conçu pour reproduire des conditions de turbulence similaires à celles rencontrées sous une vague déferlante. Nous avons utilisé deux configurations optiques pour obtenir une visualisation fiable sur une large gamme de tailles de bulles, et avons traité les images avec Python. Nos résultats montrent que les surfactants influencent de manière significative la produc- tion de petites bulles. Plus précisément, lorsque la concentration en surfactants augmente, le nombre de bulles plus petites que la taille de Hinze augmente également, et cet effet est d’autant plus prononcé que les bulles sont petites. Bien que les pentes attendues de d−3/2 et d−10/3 n’apparaissent pas clairement dans nos courbes, nous avons observé un changement de pente autour de la taille de Hinze. Ces résultats suggèrent que les additifs tels que les surfactants et le sel présents dans l’eau de mer peuvent affecter les distributions de taille de bulles, influençant ainsi les interactions entre l’océan et l’atmosphère.