Lorsqu’une bulle de cavitation s’effondre, le liquide environnant s’engouffre pour combler le vide. Cet effondrement rapide peut générer une puissante onde de choc qui peut se propager à travers le liquide. S'il y a une surface solide à proximité de la bulle, l'onde de choc peut interagir avec la surface et produire des éjectas, de petites particules éjectées de la surface.
L’opinion traditionnelle est que la production d’éjectas est provoquée par l’interaction entre une seule onde de choc et la surface solide. Cependant, la nouvelle étude montre que les éjectas peuvent également être produits par l’interaction de plusieurs ondes de choc.
"C'est la première fois qu'une production d'éjectas à chocs multiples est observée", a déclaré le Dr Christopher Ohl, l'un des auteurs de l'étude. "Cette découverte remet en question la compréhension actuelle de la production d'éjectas et pourrait avoir des implications pour un large éventail d'applications."
L’équipe de recherche a utilisé une caméra à grande vitesse pour enregistrer l’effondrement des bulles de cavitation à proximité d’une surface solide. Les images ont montré que l’effondrement de la bulle générait de multiples ondes de choc qui interagissaient avec la surface pour produire des éjectas.
"La formation de multiples ondes de choc est le résultat de la pression et de la température élevées à l'intérieur de la bulle qui s'effondre", a déclaré le Dr Ohl. "Ces conditions provoquent la vaporisation du liquide, ce qui génère des ondes de choc supplémentaires."
La nouvelle découverte a des implications pour un large éventail d’applications utilisant des bulles de cavitation, notamment le nettoyage sous-marin, l’imagerie médicale et la production d’énergie. Par exemple, lors du nettoyage sous-marin, l’effondrement des bulles de cavitation peut être utilisé pour éliminer la saleté et les débris des surfaces. La nouvelle compréhension de la production d’éjectas pourrait conduire au développement de systèmes de nettoyage sous-marins plus efficaces et efficients.
En imagerie médicale, les bulles de cavitation sont utilisées pour générer des ondes ultrasonores qui peuvent être utilisées pour imager l’intérieur du corps. La nouvelle compréhension de la production d’éjectas pourrait conduire au développement de nouvelles techniques d’imagerie plus sensibles et ayant une résolution plus élevée.
Dans la production d’énergie, les bulles de cavitation sont utilisées pour créer un environnement à haute pression pouvant être utilisé pour convertir l’énergie mécanique en énergie électrique. La nouvelle compréhension de la production d’éjecta pourrait conduire au développement de systèmes de production d’énergie plus efficaces et plus puissants.
"La découverte de la production d'éjectas à chocs multiples constitue une avancée significative dans notre compréhension de la physique des bulles de cavitation", a déclaré le Dr Ohl. "Cette découverte pourrait avoir des implications pour un large éventail d'applications utilisant des bulles de cavitation."
