Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

La grande influence des bulles sur les propriétés acoustiques d’un liquide est bien illustrée par l’effet « chocolat chaud ».

Lors de la préparation d’une boisson instantanée, l’air emprisonné dans la poudre envahit le liquide sous la forme de nombreuses bulles : la boisson est bulleuse. Si l’on tape le fond de la tasse avec une cuiller, on entend une note dont la hauteur augmente au cours du temps. La vidéo permet d’entendre cet effet, ici avec un verre d’eau bulleuse.

Un argument simple pour comprendre cet effet consiste à considérer que la note entendue correspond au mode fondamental de la colonne de liquide, dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse du son. Or la vitesse du son est d’autant plus basse que la concentration en bulles est forte, ce qui explique que la note monte à mesure que les bulles disparaissent.

Cet effet peut être utilisé pour l’analyse chimique [3].

References
 [1] F. S. Crawford, "The hot chocolate effect", Am. J. Phys. 50 398 (1982)
 [2] P. S. Wilson, R. A. Roy, "An audible demonstration of the speed of sound in bubbly liquids", Am. J. Phys. 76 975 (2008)
 [3] D. Fitzpatrick et al. "Principles and Applications of Broadband Acoustic Resonance Dissolution Spectroscopy (BARDS) : A Sound Approach for the Analysis of Compounds", Anal. Chem. 84, 2202 (2012)