Chaîne de bulles

Une chaîne de bulles est un alignement de bulles montant de concert à travers un liquide sous l'effet de la poussée d'Archimède.

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Les chaînes de bulles ont pour origine un site de nucléation ou le point d'injection d'un gaz. Leur vitesse de montée est supérieure à celle de bulles isolées par facilitation du flux de liquide en retour^[1]^,^[2], et la stabilité des bulles est renforcée sous l'effet des forces secondaires de Bjerknes^[3].

Des chaînes de bulles sont couramment observées dans les verres de boissons gazeuses (bière, champagne, etc.), où elles sont étudiées en vue de l'amélioration esthétique et gustative de ces boissons^[4]^,^[5]^,^[6].

Des chaînes de bulles sont également produites à travers des métaux fondus, notamment par injection d'un gaz de purge pour raffiner l'acier (séparation des inclusions indésirables par flottation) et l'homogénéiser^[7]^,^[8].

La dynamique des chaînes de bulles peut aussi jouer un rôle important dans le dégazage des magmas basaltiques et l'évaluation du risque volcanique^[9].

[1]
(en) Binbin Wang et Scott A. Socolofsky, « On the bubble rise velocity of a continually released bubble chain in still water and with crossflow », Physics of Fluids, vol. 27, n^o 10,‎ octobre 2015, article n^o 103301 (DOI 10.1063/1.4932176).
[2]
(en) Joohyoung Lee et Hyungmin Park, « Flow induced by the single-bubble chain depending on the bubble release frequency », Physics of Fluids, vol. 34, n^o 3,‎ mars 2022, article n^o 033312 (DOI 10.1063/5.0083281).
[3]
(en) Wenjuan Zhang et Yu An, « Instability of a bubble chain », Physical Review E, vol. 87,‎ 30 mai 2013, article n^o 053023 (DOI 10.1103/PhysRevE.87.053023).
[4]
(en) Guillaume Polidori, Philippe Jeandet et Gérard Liger-Belair, « Bubbles and Flow Patterns in Champagne: Is the fizz just for show, or does it add to the taste of sparkling wines? », American Scientist, vol. 97, n^o 4,‎ juillet-août 2009, p. 294-301 (JSTOR 27859359).
[5]
(en) Fabien Beaumont, Gérard Liger-Belair et Guillaume Polidori, chap. 12 « Convective Mass Transfer in a Champagne Glass », dans Hironori Nakajima, Mass Transfer: Advances in Sustainable Energy and Environment Oriented Numerical Modeling, 24 juillet 2013, 311-336 p. (DOI 10.5772/51956 ).
[6]
(en) Omer Atasi, Mithun Ravisankar, Dominique Legendre et Roberto Zenit, « Presence of surfactants controls the stability of bubble chains in carbonated drinks », Physical Review Fluids (en), vol. 8,‎ 3 mai 2023, article n^o 053601 (DOI 10.1103/PhysRevFluids.8.053601).
[7]
(en) O. Keplinger, N. Shevchenko et S. Eckert, « Visualization of bubble coalescence in bubble chains rising in a liquid metal », International Journal of Multiphase Flow (en), vol. 105,‎ août 2018, p. 159-169 (DOI 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2018.04.001 ).
[8]
(en) Tim Haas, Christian Schubert, Moritz Eickhoff et Herbert Pfeifer, « A Review of Bubble Dynamics in Liquid Metals », Metals (en), vol. 11, n^o 4,‎ 19 avril 2021, p. 664- (DOI 10.3390/met11040664 ).
[9]
(en) M. Lo, A. Loisel, M. Burton et E. W. Llewellin, « Evaluating bubble chain phenomena as a mechanism for open system degassing in basaltic systems », Journal of Volcanology and Geothermal Research, vol. 441,‎ septembre 2023, article n^o 107874 (DOI 10.1016/j.jvolgeores.2023.107874).

(en) « Articles scientifiques sur les chaînes de bulles », sur Google Scholar (consulté le 11 septembre 2023)

Portail de la physique

[1] [1]
(en) Binbin Wang et Scott A. Socolofsky, « On the bubble rise velocity of a continually released bubble chain in still water and with crossflow », Physics of Fluids, vol. 27, n^o 10,‎ octobre 2015, article n^o 103301 (DOI 10.1063/1.4932176).

[2] [2]
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[3] [3]
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[4] [4]
(en) Guillaume Polidori, Philippe Jeandet et Gérard Liger-Belair, « Bubbles and Flow Patterns in Champagne: Is the fizz just for show, or does it add to the taste of sparkling wines? », American Scientist, vol. 97, n^o 4,‎ juillet-août 2009, p. 294-301 (JSTOR 27859359).

[5] [5]
(en) Fabien Beaumont, Gérard Liger-Belair et Guillaume Polidori, chap. 12 « Convective Mass Transfer in a Champagne Glass », dans Hironori Nakajima, Mass Transfer: Advances in Sustainable Energy and Environment Oriented Numerical Modeling, 24 juillet 2013, 311-336 p. (DOI 10.5772/51956 ).

[6] [6]
(en) Omer Atasi, Mithun Ravisankar, Dominique Legendre et Roberto Zenit, « Presence of surfactants controls the stability of bubble chains in carbonated drinks », Physical Review Fluids (en), vol. 8,‎ 3 mai 2023, article n^o 053601 (DOI 10.1103/PhysRevFluids.8.053601).

[7] [7]
(en) O. Keplinger, N. Shevchenko et S. Eckert, « Visualization of bubble coalescence in bubble chains rising in a liquid metal », International Journal of Multiphase Flow (en), vol. 105,‎ août 2018, p. 159-169 (DOI 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2018.04.001 ).

[8] [8]
(en) Tim Haas, Christian Schubert, Moritz Eickhoff et Herbert Pfeifer, « A Review of Bubble Dynamics in Liquid Metals », Metals (en), vol. 11, n^o 4,‎ 19 avril 2021, p. 664- (DOI 10.3390/met11040664 ).

[9] [9]
(en) M. Lo, A. Loisel, M. Burton et E. W. Llewellin, « Evaluating bubble chain phenomena as a mechanism for open system degassing in basaltic systems », Journal of Volcanology and Geothermal Research, vol. 441,‎ septembre 2023, article n^o 107874 (DOI 10.1016/j.jvolgeores.2023.107874).

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Exemples

Notes et références

Bibliographie