Les ultrasons à l'assaut des nanobulles

Publié par Redbran le 13/01/2017 à 12:00
Source: CNRS-INSIS
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Réalité pour les uns, impossibilité pour les autres, l'existence de bulles nanométriques divise les physiciens. Deux chercheurs du laboratoire Matière et systèmes complexes et de l'Institut de technologies de Kyoto ont mis au point une méthode ultrasonore pour détecter leur hypothétique présence. Ces travaux ont été publiés dans ChemPhysChem.

Selon les règles de la physique standard, les bulles plus petites qu'un micron doivent disparaître en quelques millisecondes. Leur pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) serait en effet trop importante et les forcerait à se dissoudre. Certaines études affirment pourtant le contraire depuis quelques années: des bulles nanométriques pourraient flotter librement dans l'eau pendant des heures (L'heure est une unité de mesure  :), voire des jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...). La communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) reste sceptique tant qu'elle manque de preuves qu'il s'agit bien de bulles. Des contaminants solides, présents en grandes quantités en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de...) dans l'eau, peuvent en effet fausser les mesures.

Les chercheurs du laboratoire Matière et systèmes complexes (MSC, CNRS/Université Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...) Diderot) et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) de technologies de Kyoto (KIT) ont donc proposé une nouvelle méthode de détection grâce aux ultrasons. Ces derniers sont particulièrement efficaces pour déceler les objets compressibles, ce qui est le cas des bulles, mais sont insensibles aux solides en suspension. La présence d'inclusions gazeuses dans un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...), les bulles, modifie les caractéristiques du son qui les traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de...). La mesure de l'atténuation (Perte d'intensité et amplitude d'un signal...) de la vitesse (On distingue :) en fonction de la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...) des ultrasons permet donc de déduire la taille et la concentration des bulles.


© MSC
Dessin réalisé par les chercheurs illustrant la capacité de leur technique ultrasonore à détecter uniquement les bulles: seules les sphères blanches (qui figurent des bulles) diffusent l'onde, les sphères noires (des particules) restent elles indifférentes
Les nanobulles présentent un intérêt particulier, car plus les bulles sont petites, plus elles remontent lentement à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...). Elles oxygènent ainsi mieux l'eau, que ce soit dans un aquarium ou à l'échelle d'un port. Les deux chercheurs ont testé leur technique sur un nanobulleur disponible dans le commerce. Ce dispositif prévu pour les aquariums ne produit en réalité pas les nanobulles promises. Mais les mesures effectuées ont montré que la nouvelle méthode était prête pour étudier d'autres cas de figure et fournir des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) fiables pour trancher à terme la question de l'existence de nanobulles.

Références:
Investigating the Existence of Bulk Nanobubbles with Ultrasound
V. Leroy and T. Norisuye
ChemPhysChem - Volume 17, Issue 18
DOI: 10.1002/cphc.201600576

Contacts chercheurs:
Valentin Leroy – MSC
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