Lorsque l'on verse un liquide à partir d'une bouteille, l'écoulement est souvent entravé par des bulles qui s'accumulent dans le goulot de la bouteille, créant un obstacle au bon passage du liquide. Ces bulles peuvent gêner considérablement le débit et prolonger le processus de vidange.
L’équipe de recherche a appliqué l’imagerie à grande vitesse pour capturer la dynamique des bulles dans une bouteille pendant le versement, en observant de près leur taille, leur emplacement et leur mouvement. À l’aide d’une modélisation informatique, ils ont identifié que le débit est fortement influencé par la position et les interactions des bulles.
Une découverte clé a révélé que les bulles situées près du centre de la bouteille, appelées « bulles axisymétriques », peuvent obstruer l'écoulement plus efficacement que celles situées près des bords, appelées « bulles asymétriques ». En effet, les bulles symétriques sont plus susceptibles de se diviser, créant des bulles plus petites qui obstruent encore plus l'écoulement.
L’équipe a également découvert que la création d’une bulle centrale plus grande peut améliorer le débit en perturbant la formation de bulles plus petites et perturbant l’écoulement. En manipulant les conditions d’écoulement et en générant une grande bulle centrale, ils ont démontré une amélioration du débit du liquide de 20 à 40 %.
Cette approche innovante pourrait avoir des applications potentielles dans diverses industries qui dépendent du vidage ou du versement de liquides, telles que l'industrie agroalimentaire, la fabrication chimique et pharmaceutique et la production de cosmétiques. En appliquant ces connaissances, les fabricants pourraient optimiser leurs processus, réduire les temps de production et améliorer leur efficacité.
Les résultats de la recherche, publiés dans la revue Physics of Fluids, fournissent non seulement une compréhension fondamentale de la dynamique des bulles en écoulement, mais proposent également des solutions pratiques pour optimiser le processus de vidange dans les applications industrielles.
