Que se passe-t-il exactement lorsque vous soufflez sur un film de savon pour faire une bulle ? Derrière cette simple question sur une activité préférée de l'enfance se cache une vraie science, des chercheurs de l'Université de New York ont ​​découvert.

Dans une série d'expériences reproduisant le soufflage de bulles, Le laboratoire de mathématiques appliquées de NYU a découvert deux manières de faire des bulles :l'une, en poussant avec un vent régulier mais fort sur un film de savon à travers une baguette circulaire, ce qui le fait grandir en une bulle, et deux, en poussant avec un vent doux sur un film déjà gonflé afin de favoriser sa croissance future.

"Cette deuxième méthode pourrait expliquer comment nous soufflons souvent des bulles quand nous étions enfants :une bouffée rapide plie le film vers l'extérieur et par la suite, le film continue de croître même si le flux d'air ralentit, " dit Leif Ristroph, un professeur adjoint au Courant Institute of Mathematical Sciences de NYU qui a dirigé l'étude.

La première méthode est plus intuitive, mais moins fréquent.

"Ceci est utilisé par les souffleurs de bulles que nous voyons dans les parcs en été, " explique Ristroph. " Ils marchent simplement, suffisamment rapide, il semble, avec une boucle de corde savonneuse, qui fournit le vent relatif nécessaire pour étirer le film."

Les résultats, rapporté dans le journal Lettres d'examen physique , indiquer des applications potentielles dans des produits de consommation contenant des bulles ou des gouttelettes, tels que les sprays, mousses, et émulsions, qui sont des combinaisons de liquides non mélangeables.

Les autres chercheurs du journal étaient Likhit Ganedi, un premier cycle de NYU au moment du travail et maintenant un étudiant diplômé à l'Université Carnegie Mellon, Anand Oza, stagiaire postdoctoral au moment de la recherche et maintenant professeur au New Jersey Institute of Technology, et Michael Shelley, professeur à l'Institut Courant.

En tant que problème de physique, le soufflage de bulles est une question de savoir comment un film liquide - typiquement de l'eau savonneuse - interagit avec un écoulement imposé d'un fluide extérieur, qui est de l'air dans le cas du soufflage de bulles. Cette dynamique est cruciale pour comprendre comment améliorer la production industrielle de nombreux produits chimiques.

Pour décomposer la science qui explique ce processus, c'est-à-dire, quels événements précèdent la formation de bulles - les chercheurs ont créé une expérience, reproduire le soufflage de bulles, en utilisant des films d'huile suspendus dans de l'eau courante et poussés à travers une baguette à boucle métallique.

"Travailler avec de l'eau au lieu de l'air présente de nombreux avantages en termes de contrôle, mesure, et voir couler, " explique Ristroph. " C'est l'astuce qui a rendu ces expériences possibles. "

Leurs observations expérimentales, combinées à des prédictions tirées de modèles mathématiques, a permis aux chercheurs de comprendre les forces qui ont produit les formes de film résultantes.

Leurs découvertes donnent une recette précise ou un ensemble d'instructions sur la façon de souffler des bulles - et avec elle, processus de production associés.

"Nous pouvons maintenant dire exactement quelle vitesse du vent est nécessaire pour faire sortir le film et lui faire former une bulle, et comment cette vitesse dépend de paramètres comme la taille de la baguette, " explique Ristroph.