Cavitation acoustique dans l’eau et quelques liquides organiques : densité et limite de rupture
Arnaud Arvengas (LPS)

Infos Complémentaires

Salle D5 - 24 rue Lhomond

Lundi 12 Septembre à 14h

Résumé :

En raison des interactions attractives qui existent dans un liquide, cette phase peut être portée au delà de sa ligne d’ébullition, soit en chauffant ou bien en abaissant sa pression. Le liquide est alors dit métastable par rapport à la vapeur et parvient à l’état le plus stable par la formation d’une bulle : c’est le phénomène de cavitation. La mesure du seuil de cavitation permet de sonder les interactions d’un liquide, et l’eau connue pour ses nombreuses anomalies, a été beaucoup étudiée sur ce point pour tenter d’expliquer certaines de ses singularités. Une recherche bibliographique des travaux menés jusqu’à maintenant permet de distinguer deux grands groupes de données expérimentales : les mesures réalisées dans les inclusions de quartz( Zheng et al. Science 1991) et toutes les autres méthodes. Cependant il demeurait un doute dans la comparaison de ces expériences, car les grandeurs physiques mesurées dans les inclusions et dans les autres méthodes n’étaient pas les mêmes. Pour lever ce doute, nous avons construit un hydrophone à fibre optique permettant de comparer directement nos résultats à ceux des inclusions. Nous nous apercevons ainsi qu’il existe un réel désaccord entre notre méthode et les inclusions. Étonnamment nous pouvons ajuster nos résultats du seuil de cavitation par la théorie de nucléation classique (CNT) simplement en modifiant la valeur de la tension de surface par un facteur constant en température, de 0 à 190°C. Nous avons pu également, pour la première fois, déterminer la taille du volume critique de nucléation grâce à la précision des statistiques de cavitation. On peut en déduire que la CNT, même avec la modification de tension de surface, ne permet pas d’expliquer nos mesures de volume critique.

Par ailleurs, l’accord trouvé entre les seuils de cavitation mesurés dans d’autres liquides et la CNT nous prouve la validité de la méthode acoustique comme outil d’investigation pour la cavitation homogène. Ces résultats incitent donc à continuer les recherches sur l’origine du désaccord entre les différentes expériences dans l’eau et à poursuivre l’étude du seuil de cavitation dans d’autres liquides pour tester si les volumes critiques de nucléation mesurés sont également expliqués par la CNT.

Salle D5 - 24 rue Lhomond