Soutenance de thèse: Impact de jets capillaires sur des interfaces liquides par Théophile Gaichies

Quand un jet d’eau façonne les interfaces liquides et les mousses

Dans cette thèse, menée au Laboratoire de Physique des Solides, les chercheurs explorent la dynamique fascinante des interfaces liquides lorsqu’elles sont impactées par un jet. Une configuration que l’on retrouve aussi bien lorsqu’on se verse un verre d’eau… que dans les vagues qui se brisent sur la mer !

Dans un premier temps, l’étude porte sur un jet d’eau vertical frappant un bain du même liquide. Ce système simple révèle pourtant des phénomènes complexes, comme la formation d’ondes capillaires stationnaires ou l’apparition d’un angle de contact eau/eau/air. Lorsque le jet arrive obliquement, une cavité stable se forme dans le bain. Grâce à des expériences et à des simulations numériques avec Basilisk, les chercheurs montrent que cette cavité provient d’un décrochement asymétrique du champ de vitesse. Sa dynamique révèle ensuite le développement d’une instabilité de Kelvin-Helmholtz, générant des bulles à la surface. La présence de tensioactifs, même en faible quantité, modifie fortement la forme de la cavité et la taille des bulles produites.

Dans une seconde partie, l’étude s’intéresse à un jet de solution moussante traversant une mousse quasi-2D. Trois régimes sont identifiés : humidification, création de petites bulles, et amincissement des films de la mousse. Un diagramme de phase met en lumière le rôle central du rayon et de la vitesse du jet dans ces transitions. Les expériences sur une mousse élémentaire à trois films de savon permettent d’en comprendre les mécanismes physiques, de proposer des lois d’échelle, et de décrire précisément les frontières entre ces régimes. Résultat : les bulles apparaissent lorsqu’un jet frappe les bords de Plateau, et l’amincissement des films est lié à l’étalement du jet selon une dynamique visco-capillaire.

Une plongée passionnante dans les interactions entre jets, liquides, bulles et mousses, à l’interface entre physique fondamentale et phénomènes du quotidien !

📅 Soutenance de thèse : Jeudi 27 juin à 14h, amphithéâtre Blandin (LPS, Orsay).
📍 Venez nombreux pour découvrir ces résultats originaux et poser vos questions à l’issue de la présentation !