Les ultrasons à l’assaut des nanobulles
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 interne 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, voire des jours. La communauté scientifique reste sceptique tant qu’elle manque de preuves qu’il s’agit bien de bulles. Des contaminants solides, présents en grandes quantités en suspension dans l’eau, peuvent en effet fausser les mesures.
Les chercheurs du laboratoire Matière et systèmes complexes (MSC, CNRS/Université Paris Diderot) et de l’Institut 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, les bulles, modifie les caractéristiques du son qui les traverse. La mesure de l’atténuation de la vitesse en fonction de la fréquence des ultrasons permet donc de déduire la taille et la concentration des bulles.
Les nanobulles présentent un intérêt particulier, car plus les bulles sont petites, plus elles remontent lentement à la surface. 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 fiables pour trancher à terme la question de l’existence de nanobulles.
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
Références :
Investigating the Existence of Bulk Nanobubbles with Ultrasound
V. Leroy and T. Norisuye
ChemPhysChem - Volume 17, Issue 18
DOI: 10.1002/cphc.201600576