Les mousses : structure et dynamique
Résumé
Une description des propriétés physiques et physico-chimiques des mousses : état des connaissances sur leur structure, leur stabilité, leur rhéologie.
- Éditeur(s)
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Date
- DL 2010
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Notes
- Notes bibliogr. Index
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Langues
- Français
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Description matérielle
- 1 vol. (278 p.- [XIII] p. de pl.) : ill. en noir et en coul., couv. ill. en coul. ; 24 cm
- Collections
- Sujet(s)
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ISBN
- 978-2-7011-4284-5
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Indice
- 530.2 États de la matière
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Quatrième de couverture
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Les mousses
Structure et dynamique
Les mousses sont omniprésentes dans notre quotidien. Elles sont craintes dans certains procédés industriels (comme la fabrication du verre, de la pâte à papier, du vin, etc.), mais sont par ailleurs souvent recherchées, par exemple pour la préparation d'aliments, de boissons, de produits cosmétiques, pour la production du pétrole, ou encore l'extraction de minerais.
Pourquoi apparaissent-elles ? Comment contrôler la vitesse de leur vieillissement ? S'écoulent-elles comme un liquide usuel ? Ces questions et bien d'autres ne connaissent de réponses que depuis peu, grâce à l'école française en particulier.
Ce livre propose la première description exhaustive des propriétés physico-chimiques des mousses. Il dresse un état des connaissances sur leur structure, leur stabilité et leur rhéologie. Les ingénieurs, chercheurs et étudiants y trouveront tous les concepts clés, illustrés par de nombreuses applications, des expériences, ainsi que par des exercices.
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Tables des matières
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Les mousses
Structure et dynamique
Isabelle Cantat
Sylvie Cohen-Addad
Florence Elias
François Graner
Reinhard Höhler
Olivier Pitois
Florence Rouyer
Arnaud Saint-Jalmes
Belin
- Introduction7
- Chapitre 1 À Quoi sert une mousse ?10
- 1 Les mousses autour de nous10
- 1.1 Mousses épiques10
- 1.2 Dans nos verres et dans nos assiettes11
- 1.3 Détergence et cosmétique12
- 1.4 Mousses spontanées ou parasites13
- 2 Identité des mousses14
- 2.1 Constituants physico-chimiques14
- 2.2 Propriétés géométriques et physiques15
- 2.3 Propriétés mécaniques15
- 3 Quand utiliser une mousse ?16
- 3.1 Fonctions recherchées16
- 3.2 L'exemple de la flottation du minerai18
- 4 Mousses solides et autres systèmes cellulaires19
- 4.1 Mousses solides19
- 4.2 Autres systèmes cellulaires22
- 5 Expériences24
- 5.1 Trois méthodes de fabrication24
- 5.2 Mousse au chocolat25
- Bibliographie27
- Chapitre 2 Mousses à l'équilibre28
- 1 Description à toutes les échelles de taille28
- 1.1 L'échelle de l'interface eau-air29
- 1.2 L'échelle du film31
- 1.3 L'échelle de la bulle32
- 1.4 L'échelle de la mousse34
- 2 Lois d'équilibre locales34
- 2.1 Équilibre des interfaces fluides34
- 2.2 Lois de Plateau38
- 3 Les mousses sèches42
- 3.1 Nombre de voisines : la topologie42
- 3.2 Forme des bulles : géométrie45
- 3.3 Topologie et géométrie50
- 4 Les mousses humides56
- 4.1 Modification de la structure57
- 4.2 Pression osmotique62
- 4.3 Rôle de la gravité65
- 5 Mousses 2D et quasi-2D66
- 5.1 Structure 3D d'une monocouche de bulles entre deux plaques68
- 5.2 Un modèle 2D de mousse sèche69
- 5.3 Fraction liquide bidimensionnelle71
- 5.4 Écoulements des mousses 2D72
- 6 Expériences75
- 6.1 Tension de surface et tensioactifs75
- 6.2 Création et observation de mousses 2D et quasi-2D76
- 6.3 Rideau liquide de savon77
- 6.4 Cellule de Kelvin79
- 7 Exercices80
- 7.1 Quantité d'interface dans une mousse80
- 7.2 Tension de film et loi de Laplace80
- 7.3 Lois de Plateau en 2D81
- 7.4 Théorème d'Euler82
- 7.5 Périmètre d'une bulle à deux dimensions82
- 7.6 Énergie et pression82
- Bibliographie83
- Chapitre 3 Naissance, vie et mort85
- 1 Évolution temporelle d'une mousse85
- 1.1 Compétition entre mécanismes antagonistes85
- 1.2 Processus topologiques élémentaires89
- 2 Naissance d'une mousse92
- 2.1 Moussabilité : introduction sur le rôle des tensioactifs92
- 2.2 Propriétés interfaciales et moussabilité93
- 2.3 Propriétés des films liquides et moussabilité103
- 2.4 Conclusion sur les origines microscopiques de la moussabilité108
- 3 Mûrissement110
- 3.1 Taux de croissance d'une bulle très sèche110
- 3.2 Évolution des distributions de bulles114
- 3.3 Effets des différents paramètres119
- 4 Drainage123
- 4.1 Qu'est-ce que le drainage ?123
- 4.2 Modélisation des écoulements dans les milieux poreux solides126
- 4.3 La mousse : un milieu poreux particulier129
- 4.4 Modélisation de la perméabilité d'une mousse liquide130
- 4.5 Équation de drainage137
- 4.6 Comparaison des prédictions théoriques aux expériences139
- 4.7 Synthèse et remarques143
- 5 Rupture, coalescence145
- 5.1 À l'échelle d'un film unique145
- 5.2 À l'échelle d'une mousse150
- 5.3 Antimousses et antimoussants151
- 6 Annexe 1 : agents stabilisants156
- 6.1 Molécules tensioactives de faible masse moléculaire156
- 6.2 Molécules tensioactives de grande masse moléculaire158
- 6.3 Complexes tensioactifs/polyélectrolytes158
- 6.4 Ferrofluides160
- 7 Annexe 2 : modes de dissipation dus aux tensioactifs dans le cas d'une dilatation stationnaire d'un film163
- 8 Expériences164
- 8.1 Écoulement dans un film de savon164
- 8.2 Drainage libre dans une mousse : observation du mouvement vertical des bulles166
- 8.3 Drainage forcé dans une mousse : observation du front de mousse humide167
- 8.4 Vie et mort d'une mousse observées par mesure de conductivité électrique169
- 9 Exercices171
- 9.1 Exposant du régime invariant d'échelle171
- 9.2 Équation d'état de Frumkin172
- 9.3 Drainage de mousse et hauteur d'équilibre172
- 9.4 Drainage en volume et à la paroi172
- 9.5 Drainage libre : temps caractéristique et courbe de drainage172
- 9.6 Vraie pression 3D et pression de surface 2D173
- Bibliographie174
- Chapitre 4 Rhéologie178
- 1 Présentation178
- 2 Introduction au comportement rhéologique des fluides complexes180
- 2.1 Lois de comportement180
- 2.2 Essais de cisaillement183
- 2.3 Petites et grandes déformations185
- 2.4 Tenseur des contraintes dans un fluide complexe185
- 3 Origine locale des propriétés rhéologiques189
- 3.1 Module élastique de cisaillement d'une mousse sèche monodisperse189
- 3.2 Seuil de plasticité d'une mousse sèche194
- 3.3 Processus de dissipation198
- 4 Caractère multi-échelle de la rhéologie des mousses204
- 4.1 Comportement solide204
- 4.2 Transition entre comportements solide et liquide218
- 4.3 Écoulement des mousses223
- 5 Annexe : Du discret au continu226
- 6 Expériences228
- 6.1 Observation des réarrangements228
- 6.2 Visualisation du seuil d'écoulement228
- 7 Exercices229
- 7.1 Loi de Laplace230
- 7.2 Élasticité d'une mousse 2D sèche230
- 7.3 Contrainte d'une bulle sphérique230
- 7.4 Élasticité d'une mousse 2D bidisperse230
- 7.5 Loi de Poynting231
- 7.6 Contraintes et déformations d'un réseau carré231
- 7.7 Elasticité et plasticité232
- 7.8 Compressibilité d'une mousse sèche232
- 7.9 Module de compression d'une mousse humide233
- Bibliographie234
- Chapitre 5 Techniques d'étude expérimentales et numériques236
- 1 Techniques expérimentales236
- 1.1 Méthodes d'étude des interfaces et des films isolés236
- 1.2 Méthodes d'étude des mousses242
- 2 Simulations numériques254
- 2.1 Étude statique des structures254
- 2.2 Modèles adaptés à la dynamique257
- 3 Méthodes de traitement d'images260
- 3.1 Traitement d'images260
- 3.2 Exploitation des images262
- 3.3 Particularités d'une mousse à deux dimensions267
- 4 Exercices268
- 4.1 Mesure de la fraction liquide moyenne d'une mousse268
- 4.2 Pression dans le modèle de Potts268
- Bibliographie270
- Index276
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Origine de la notice:
- BNF
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Disponible - 530.2 MOU
Niveau 2 - Sciences