Étude expérimentale de la ségrégation d'un liquide binaire par une bulle de cavitation acoustique

Abstract

La cristallisation assistée par ultrasons a été étudiée pour une large variété de produits depuis quelques décennies. Ces études mettent en évidence une influence claire des ultrasons sur la nucléation, attribuée de façon incertaine au phénomène de cavitation acoustique. La présente étude propose une hypothèse de ségrégation des espèces autour d’une bulle de cavitation, provoquée par le gradient de pression engendré par ses oscillations radiales. La résolution analytique de l’équation de transport incluant cet effet de diffusion forcée met en évidence une ségrégation possible des molécules, aggrégats moléculaires ou nano-particules au voisinage de la bulle, dans des conditions d’insonification typiques. Une expérimentation utilisant soit la fluorescence induite par nappe laser, soit l’ombroscopie, a été mise au point et testée pour observer ce phénomène de ségrégation dans une cellule de lévitation de bulle unique, remplie d’un mélange d’eau et de nanocristaux, fluorescents ou non.