| Des physiciens du Laboratoire de Physique des Solides (CNRS/Université Paris-Saclay) ont mis au point des surfaces texturées innovantes capables de réduire le frottement des mousses sans ajout d’agent lubrifiant externe. Contrairement aux surfaces classiques qui nécessitent un revêtement huileux, ces nouvelles surfaces exploitent directement le liquide contenu dans la mousse pour s’auto-lubrifier, offrant ainsi une réduction du frottement jusqu’à 30 %. |
Les mousses liquides sont largement utilisées dans l’industrie, notamment en agroalimentaire, cosmétique et industrie chimique et énergétique. Mais leur transport reste un défi, car elles frottent contre les parois des tuyaux et conduites, ce qui ralentit leur écoulement et augmente la consommation d’énergie. Comprendre et maîtriser ces interactions est essentiel pour optimiser les procédés industriels impliquant des mousses.
Pour tester cette approche, les chercheurs ont comparé le comportement d’une mousse glissant sur une surface lisse et sur une surface texturée auto-infusée. Les expériences ont révélé que la mousse se déplaçait beaucoup plus rapidement sur la surface texturée, avec une réduction du frottement allant jusqu’à 30 %. Ce résultat est prometteur pour de nombreuses applications, notamment dans les industries où le transport de mousses est un enjeu majeur.
Pour concevoir ces surfaces auto-lubrifiantes, les chercheurs ont utilisé des techniques de photolithographie pour graver des motifs réguliers sur des substrats en silicone : des plots de 10 micromètres espacés de 20 micromètres, formant une texture capable de piéger une fine couche de liquide issue de la mousse elle-même. Ce film liquide agit comme un lubrifiant local entre la mousse et la surface, sans qu’aucun lubrifiant externe ne soit nécessaire.
Les expériences ont été menées à l’aide d’un dispositif inclinable permettant de comparer la vitesse d’écoulement de la mousse sur une surface lisse et sur une surface texturée. Les résultats montrent que la mousse glisse beaucoup plus rapidement sur la surface microstructurée, avec une réduction significative du frottement.
Publiée dans Physical Review Fluids, cette recherche marque une étape importante dans la compréhension des interactions entre mousses et surfaces solides et pourrait inspirer de nouvelles stratégies pour améliorer la gestion des écoulements industriels.
Contributeurs : Equipe Matière Molle aux Interfaces
Financements : ANR asperfoam Références : https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.10.L011601
Contact : François Boulogne, francois.boulogne@cnrs.fr