- Coalescence (physique)
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Pour les articles homonymes, voir Coalescence.La coalescence est un phénomène par lequel deux substances identiques, mais dispersées, ont tendance à se réunir. Le phénomène principal qui entre en jeu est que le matériau optimise sa surface sous l'action de la tension superficielle, de manière à atteindre un minimum d'énergie. La coalescence se produit généralement dans des fluides. Elle peut aussi avoir lieu dans un métal soumis a l'irradiation, car dans ce cas, il se crée des cavités, qui par coalescence peuvent donner une rupture.
Sommaire
Définition
Une mousse liquide ou émulsion a tendance à se déstabiliser en l'absence de surfactants. Au cours du temps, les bulles grandissent à cause du mûrissement et de la coalescence. La distinction entre les deux est importante.
- Le murissement est induit par les différences de tailles entre les bulles: Une bulle de petite taille se vide dans une bulle de taille supérieure. Le murissement tend à l'obtention d'une mousse ou émulsion monodisperse.
- La coalescence est due à la rupture du film présent entre les deux bulles ou gouttes.
Origine de la coalescence
Dans le cas de la coalescence de bulles d'air dans un liquide (mousse) , le phénomène s'explique par:
- le drainage du liquide entre deux bulles voisines puis la rupture du film interfacial
- mais aussi, dans une moindre mesure, la théorie stochastique développée par Gosh et Juvekar[1]
Exemples
Mousses, émulsions
On peut citer à titre d'exemple deux gouttes de mercure qui lorsqu'elles viennent à se toucher se rassemblent subitement pour ne faire qu'une seule goutte. On peut citer aussi une émulsion d'huile et d'eau : de l'huile que l'on a mélangé à l'eau et secoué énergiquement. On observe alors que les gouttes d'huile fusionnent entre elles progressivement jusqu'à ne former qu'une seule grande goutte traduisant la séparation finale entre l'huile et l'eau. C'est le cas également dans une mousse liquide, lorsqu'un film de savon se rompt et que les deux bulles d'air adjacentes se rejoignent pour n'en former plus qu'une seule.
Météorologie : Précipitations
La coalescence en micro-physique des nuages est l'amalgamation de deux ou plusieurs gouttelettes par collision pour en former de plus grosses. Les gouttelettes croissant à des vitesses différentes, selon la concentration de vapeur d'eau, elles se déplaceront à une vitesse différente qui est reliée à leur diamètre et au courant ascendant. Les plus grosses bougeant plus lentement captureront les plus petites en montant puis lorsqu'elles ne peuvent plus être soutenues par le courant, elles redescendront et poursuivront leur croissance de la même façon[2]. Les flocons de neige agissent de façon similaire en tombant. Cependant, en météo, le processus de coalescence ne produit que de la bruine ou de faibles pluies aux latitudes moyennes.
Notes et références
- [Analysis of the Drop Rest Phenomenon, P. Ghosh and V.A. Juvekar, Chemical Engineering Research and Design Volume 80, Issue 7, October 2002, Pages 715-728]
- (fr)Coalescence, Comprendre la météo, Météo-France. Consulté le 2009-09-12
http://www.memoireonline.com/04/08/1048/m_deshydratation-bruts-lourds-electrocoalescence0.html
Catégories :- Mécanique des milieux non homogènes
- Théorie météorologique
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