L'effet Marangoni est une expérience de physique populaire. Il est produit lorsqu'une interface entre l'eau et l'air est chauffée en un seul endroit. Puisque cette chaleur rayonnera vers l'extérieur, un gradient de température se produit en surface, provoquant le déplacement du fluide à travers le processus de rayonnement de convection. Lorsque des impuretés non solubles sont introduites à cette surface, ils sont immédiatement balayés sur le côté du réservoir d'eau. À son tour, cela crée un gradient de tension superficielle qui rend l'interface élastique.

Les structures de ces flux sont bien comprises théoriquement depuis plus d'un siècle, mais ne correspondent toujours pas complètement aux observations expérimentales de l'effet. Dans une nouvelle étude publiée dans EPJ E , Thomas Bickel de l'Université de Bordeaux en France a découvert de nouvelles lois mathématiques régissant les propriétés des écoulements de Marangoni.

L'effet Marangoni peut avoir une variété d'applications, par exemple dans le soudage et la fabrication d'ordinateurs. Par conséquent, Les découvertes de Bickel pourraient fournir de nouvelles informations importantes pour les chercheurs et les ingénieurs travaillant avec des systèmes à base de fluides. Bickel a découvert que dans les eaux plus profondes, la zone dans laquelle les impuretés sont balayées diminue de taille avec une augmentation de l'élasticité de la surface. En dehors de ces régions, Les flux de Marangoni sont annulés par des contre-courants provenant des impuretés, ce qui signifie que le fluide devient statique. La région peut même disparaître si l'élasticité de la surface est trop importante, auquel cas la concentration d'impuretés sur l'interface devient constante. Par ailleurs, la limite de la région devient plus floue en eau peu profonde.

Bickel a découvert ces mécanismes grâce à des dérivations mathématiques, partant des propriétés connues des écoulements de Marangoni. Il a ensuite intégré des aspects tels que la profondeur de l'eau et la concentration d'impuretés, et il a calculé leur effet sur l'ensemble du système. Les recherches de Bickel montrent que même dans l'ancien, expériences de physique bien étudiées, l'analyse mathématique peut encore révéler de nouveaux processus.