Rheology of foams

Nous avons cherché à comprendre comment s'écoule une mousse. Or, si l'on connaît bien les lois physico-chimiques qui régissent le comportement d'un film de savon ou d'une bulle, il est plus délicat de passer à l'échelle supérieure et de prédire la dynamique d'un ensemble de plusieurs milliers de bulles. Divers résultats expérimentaux montrent que les mousses de savon, qu'on utilise comme système modèle, ont une rhéologie non-linéaire de Herschel-Bulkley, c'est-à-dire qu'il faut une contrainte minimale pour parvenir à faire couler la mousse (en effet, au repos une mousse est un solide élastique). Une fois ce seuil franchi, la mousse se déforme, puis se met à couler et devient rhéo-fluidifiante: plus elle coule vite, moins elle est visqueuse. Comment expliquer ce comportement ?

We investigate rheological properties of 2D foams by adapting Durian's bubble model to various flow configurations. It allows us to reproduce experimental observations, such as the non-newtonian behaviour of the foam or the formation of shearbands in a confined system. We also predict the existence of a dynamic dilatancy phenomenon, and relate the collective behaviour to the local interactions between bubbles.

For more information, you can access here a seminar given in Cambridge (IMA) in 2009.