Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Dynamique d’un couple de bulles oscillantes : un premier pas vers le nuage de bulles

Résumé

La cavitation ultrasonore (oscillation de microbulles de gaz soumises à un champ acoustique) a un grand potentiel dans des applications allant de la thérapie par ultrasons au nettoyage de surface par ultrasons. Les bulles ne sont alors pas isolées mais se rencontrent sous forme de nuages au sein desquels des effets d’interaction ont lieu aux échelles acoustiques et fluides. La dynamique de ces nuages est complexe, du fait de la variabilité de la distribution de taille des bulles, leur répartition spatiale, et d’autres effets collectifs (synchronisation, diffusion multiple, …). On propose de simplifier l’étude d’un nuage de bulles en considérant le cas élémentaire d’un couple de bulles oscillantes à une distance inter-bulles contrôlée. Deux bulles libres (d’une centaine de micromètres de rayon) sont piégées loin de toutes parois, au sein d’une chambre acoustique dans un champ stationnaire haute-fréquence de 1MHz et misent en oscillation par un champ ultrasonore basse fréquence de 30kHz. Au premier ordre acoustique, le couplage acoustique entre bulles est quantifié par mesure optique des amplitudes des oscillations radiales de chaque bulle. Au second-ordre acoustique, les oscillations génèrent une force d’interaction (force de radiation secondaire) responsable de l’attraction ou de la répulsion des bulles. Le dispositif permet la mesure directe de cette force d’interaction dans le cas de bulles attractives, dont l’amplitude est en accord avec des modèles théoriques de force de radiation. Enfin, deux bulles peuvent se rapprocher sur une nouvelle position d’équilibre telle que les bulles soient quasiment en contact (épaisseur du film fluide séparant les interfaces d’une dizaine de micromètres). Ce rapprochement extrême est induit par des effets de diffusion multiple menant à l’inversion du signe de la force d’interaction. Ce travail est réalisé au sein du LABEX CeLyA (ANR-10-LABX-0060) de l’Université de Lyon.

Fichier non déposé

Dates et versions

hal-03848235 , version 1 (10-11-2022)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03848235 , version 1

Citer

Claude Inserra, Gabriel Regnault, Alexander Doinikov, Cyril Mauger, Philippe Blanc-Benon. Dynamique d’un couple de bulles oscillantes : un premier pas vers le nuage de bulles. 16ème Congrès Français d'Acoustique, CFA2022, Société Française d'Acoustique; Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique, Apr 2022, Marseille, France. ⟨hal-03848235⟩
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