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L’équipe matière molle en microgravité
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Alessandro Carbonaro, Luca Cipelletti et Domenico Truzzolillo, membres de l’équipe matière molle, ont effectué des expériences en apesanteur pour étudier la tension interfaciale entre fluides miscibles. Les expériences, soutenues par le Centre National d’Etudes Spatiales (CNES), se sont déroulées à bord de l’Airbus A310 ZERO-G. Lors d’un vol « zéro g », les pilotes effectuent plusieurs fois une trajectoire parabolique, au cours de laquelle l’état d’apesanteur est recréé à bord pendant 22 secondes. L’équipe a pu profiter de 93 phases de microgravité, réparties sur 3 jours de vols.
Une gouttelette d’un fluide immergée dans un deuxième fluide immiscible a une forme sphérique, à cause de la tension interfaciale. C’est le cas, par exemple, d’une gouttelette d’huile dans l’eau. Des forces externes peuvent déformer la gouttelette ; cependant, lorsque l’action de ces forces cesse, la gouttelette retrouve sa forme sphérique. Si ce scénario est bien établi pour les fluides immiscibles, l’existence même d’une tension interfaciale entre fluides miscibles est très débattue.
L’équipe de D. Truzzolillo a étudié ce phénomène grâce à des expériences de gouttes tournantes, embarquées dans l’A310 ZERO-G. Une gouttelette d’eau a été injectée à l’intérieur d’un capillaire cylindrique rempli de glycérol (un liquide complétement miscible avec l’eau). Le capillaire est mis en rotation rapide autour de son axe, entrainant la déformation de la gouttelette d’eau sous l’effet de la force centripète et la différence de densité entre les deux fluides. Pendant la phase de microgravité, la rotation a été arrêtée, pour observer si la gouttelette relaxait vers une forme sphérique, ce qui indiquerait l’existence d’une tension interfaciale. Ces expériences ne sont pas possibles sur terre, car la gravité perturbe significativement l’évolution de la goutte, du fait de la différence de densité entre l’eau et le glycérol.
L’analyse des résultats de ces expériences contribuera à clarifier dans quelles conditions une tension interfaciale entre deux fluides miscibles peut se manifester, avec un impact sur des recherches dans des domaines aussi divers que la géologie (courants océaniques et magmas volcaniques) et la science des (bio)matériaux (écoulement du sang ou de fondus de polymères lors de la fabrication par extrusion).
