Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

La dynamique des anneaux de fluide et de tourbillons reste encore mal comprise. Des chercheurs du laboratoire Matière et Systèmes Complexes (dans le groupe d’Eric Falcon) et du Laboratoire de Physique de l’ENS de Lyon parviennent à stabiliser un anneau de fluide, grâce à du mercure. Ces travaux, publiés dans la revue Physical Review Letters, ont déjà permis d’étudier la géométrie et les fréquences auxquelles ce tore de fluide réagit.

Généralement, les anneaux liquides (tores) que l’on peut produire expérimentalement deviennent rapidement instables et se fragmentent en gouttelettes.

Pour pouvoir étudier ces tores de fluide, des physiciens du laboratoire Matière et Systèmes Complexes et du laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure de Lyon ont réussi à stabiliser un anneau de fluide. Ils ont pour cela injecté autour d’un cylindre solide du mercure, un métal liquide qui ne mouille pas les parois comme le ferait de l’eau.

Cette nouvelle technique stabilise l’anneau de liquide et a ainsi permis de mesurer pour la première fois les fréquences de résonance d’un tore de fluide soumis à des vibrations.

Les résultats de ces travaux sont à retrouver ici ; ils ont par ailleurs fait l’objet d’un communiqué de presse du CNRS à retrouver ici ; ainsi que d’un article dans le journal en ligne Phys.Org à retrouver ici.

Vue de dessus du motif observé à la périphérie extérieure d’un anneau de mercure soumis à des vibrations. Le nombre de lobes augmente avec la fréquence de la vibration (respectivement de gauche à droite, de haut en bas). La zone grise correspond au cylindre solide central. Diamètre du tore 4 cm.

Références : Observation of the Resonance Frequencies of a Stable Torus of Fluid C. Laroche, J.-C. Bacri, M. Devaud, T. Jamin and E. Falcon Physical Review Letters 123, 094502 (2019) DOI : doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.094502