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On a tous déjà pu apercevoir des bulles d’air sous l’eau qui remontent automatiquement à la surface, n’est-ce pas ? Mais alors, comment expliquer qu’une même bulle d’air placée dans un tube étroit de quelques millimètres de diamètre reste bloquée dans le tube et ne parvienne pas à remonter ?
Cette question a turlupiné bien des physiciens, comme nous l’indique l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) dans un communiqué :
Il y a près de 60 ans, le scientifique Francis Bretherton a tenté d’expliquer ce phénomène en s’attaquant à la forme de la bulle. D’autres théoriciens ont avancé que la raison pour laquelle la bulle ne montait était la présence d’un film de liquide ultrafin, présent entre la bulle et le tube. Or, aucune de ces théories n’expliquait les mécanismes en jeu de façon complète, lit-on dans le communiqué relayé par Sciences et Avenir.
Toutefois, un jeune homme est parvenu à résoudre cette énigme physique. Il s’agit de Wassim Dhaouadi, étudiant en licence auprès du Laboratoire de mécanique des interfaces souples (EMSI) de l’EPFL. En effet, alors que cet étudiant avait rejoint le laboratoire en tant qu’assistant de recherche, il s’est intéressé à cette énigme et a entrepris volontairement de procéder à des recherches. John Kolinski, qui a chapeauté Wassim dans ses recherches, a déclaré dans le communiqué qu’il « a principalement participé à cette recherche par intérêt, et cela a débouché sur une publication qui résout un puzzle vieux d’un siècle ».
La recherche de Wassim Dhaouadi a effectivement été publiée dans Physical Review Fluids. En observant la couche entre la bulle et la paroi du tube, de quelques dizaines de nanomètres en utilisant l’interférométrie, c’est-à-dire en projetant de la lumière sur la bulle dans le tube et analyser l’intensité réfléchie pour mesurer de façon précise la couche entre la bulle et la surface du tube, l’étudiant a pu constater deux choses :
La première est que la couche pouvait se déformer si la bulle était excitée thermiquement mais qu’elle revenait toujours à sa forme initiale une fois que la stimulation est passée.
Seconde chose, il est faux de penser que la bulle coincée dans le tube ne bouge pas. Elle bouge mais à une vitesse impossible à voir à l’œil nu. Selon John Kolinski, « l’épaisseur de la couche entre la bulle et le tube est si incroyablement fine qu’une résistance importante au flux apparaît. C’est ce qui ralentit drastiquement la progression de la bulle. »
D’après l’EPFL, cette recherche pourrait ultérieurement s’avérer utile « pour étudier les phénomènes des fluides à l’échelle nanométrique, dans les systèmes biologiques ». A n’en point douter, le jeune étudiant tunisien Wassim Dhaouadi vient déjà de se tailler une réputation !