« L’écoulement Marangoni : observation, étude, instabilités »

par Gabriel Le Doudic, doctorant, Université de Paris

LUNDI 10 FEVRIER, 14h, amphi LESVEN

Prenez un bol assez large, remplissez-le d’eau, saupoudrez la surface de l’eau de poivre moulu et déposez délicatement une goutte de savon liquide au milieu de la surface du bol d’eau. Qu’observez-vous ? L’écoulement qui est généré lors de cette action est appelé écoulement de Marangoni.

Le savon liquide est composé, entre autres, de tensioactifs qui ont la capacité de diminuer localement la tension de surface des liquides. L’ajout d’une solution de tensioactifs solubles à la surface d’un bassin d’eau génère ainsi une différence de tension de surface à l’interface entre l’eau et l’air ; c’est ce gradient de tension de surface qui crée l’écoulement de Marangoni. Lors de l’injection de la solution de tensioactifs solubles avec un débit constant dans l’eau, un écoulement quasi-stationnaire de taille finie est créé. Cette taille finie résulte de la compétition entre le transport de ces molécules par l’écoulement de surface et leur diffusion dans le bassin d’eau.

De plus, on peut voir apparaître une structure et une dynamique de l’écoulement surprenante : des tourbillons autour de l’écoulement de Marangoni sont produits. Je vous propose donc de chercher à comprendre comment ces structures tourbillonnaires sont générées.