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RÉSUMÉ
Une mousse est une dispersion de gaz dans une phase condensée, autrement dit, c’est un système familier, de comportement complexe et aux propriétés ambiguës. Par exemple, les mousses ont une très faible densité, mais peuvent être parfois parfaitement rigides, voire solides. Cet article s’attache à décrire les caractéristiques des mousses, les étapes majeurs de leur vie et les phénomènes qui les composent. Ensuite, des méthodes d’étude sont proposées afin de comprendre leur formation ou encore leur évolution. Pour terminer, leurs étonnantes propriétés sont passées en revue, de même que leur comportement rhéologique (caractérisation visqueuse ou élastique).
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jean-Louis SALAGER : Ingénieur de l'École nationale supérieure des industries chimiques (ENSIC) de Nancy - Professeur à l'université des Andes, Mérida, Venezuela
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Lionel CHOPLIN : Ingénieur de l'Institut national des sciences appliquées (INSA) de Toulouse - Professeur à l'École nationale supérieure des industries chimiques (ENSIC) de l'Institut national polytechnique de Lorraine (INPL), Nancy
INTRODUCTION
Les mousses sont des systèmes familiers, présents dans la vie quotidienne, mais de comportement remarquablement complexe, ce qui leur confère, suivant les cas, des propriétés ambiguës ou paradoxales : utile ou indésirable, éphémère ou persistante, structurée ou désordonnée, fluide ou rigide. Une mousse se définit de façon générale comme une dispersion de gaz dans une phase condensée qui est souvent une phase aqueuse, mais qui peut être une phase organique ou métallique, éventuellement solidifiée. Du fait de leur fort contenu en gaz, les mousses ont une très faible densité, ce qui ne les empêche pas d'être parfois remarquablement rigides (mousse chantilly, mousse à raser), voire complètement solides (mousses métalliques, polystyrène expansé), et, le cas échéant, compressibles et même élastiques. D'autre part, on trouve des mousses aqueuses très rigides, mais toutefois susceptibles de se déplacer facilement dans une conduite ou contre une paroi et de se comporter comme des fluides selon la contrainte appliquée.
Cet article décrit les caractéristiques des mousses aqueuses stabilisées par des surfactifs, les phénomènes physiques et physico-chimiques mis en jeu tout au long de leur vie, l'effet de la formulation et de la préparation sur leur persistance et leur comportement rhéologique, ainsi que les principales méthodes d'étude. Il complémente les textes classiques qui s'intéressent surtout aux propriétés physiques des mousses et de l'étude du point de vue mécanique et hydrodynamique des films minces qu'elles contiennent [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8].
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Étapes dans la vie d'une mousse et phénomènes associés
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1. Caractéristiques des mousses
1.1 Importance industrielle
On trouve des mousses dans de nombreux produits et dans de très diverses circonstances [9] [10]. Elles sont souvent désirables comme véhicule de conditionnement dans l'agroalimentaire, l'hygiène et la santé, les produits nettoyants, les matériaux isolants (thermique, électrique ou acoustique). On les utilise dans des applications très spécialisées qui exigent des propriétés uniques comme la teinture des textiles, la décontamination (nucléaire ou autre), les boues de forage, les fluides extincteurs. Dans d'autre cas, les mousses sont parfois indésirables, en particulier dans des procédés industriels comme la fabrication du papier, les fermentations, la distillation fractionnée et la plupart des opérations de mélange de produits.
Il est donc important du point de vue pratique de savoir quand elles sont susceptibles d'exister et pourquoi, comment les former ou ne pas les former, et comment les stabiliser ou les casser.
HAUT DE PAGE1.2 Description d'une mousse
Décrire simplement les mousses du point de vue géométrique n'est pas aisé, car leur structure est très variable dans le temps et dans l'espace [8]. Elle évolue sous l'action de la gravité, des forces capillaires et du déplacement relatif des fluides qui la composent, lesquels dépendent de variables physiques comme la proportion de gaz et de liquide, leur différence de densité, la taille des bulles, la viscosité du liquide, la température et la pression, et des variables physico-chimiques ou interfaciales comme l'adsorption de surfactifs, la tension superficielle, la rhéologie interfaciale, le comportement des films minces qui séparent les bulles, etc.
Dans le domaine des mousses, on distingue d'un côté, les mousses dites humides, qui contiennent une fraction volumique de liquide élevée (typiquement...
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Caractéristiques des mousses
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BIKERMAN (J.J.) - Foams. - Springer Verlag, Berlin (1973).
-
(2) - AKERS (R.J.) - Foams. - Academic Press London (1976).
-
(3) - IVANOV (I.B.) (éd.) - Thin Liquid Films. - Marcel Dekker, New York (1988).
-
(4) - WILSON (A.) (éd.) - Foams : Physics, Chemistry and Structure. - Springer Verlag, Berlin (1989).
-
(5) - PRUD'HOMME (R.K.), KHAN (S.A.) (éds.) - Foams. - Marcel Dekker, New York (1996).
-
(6) - PUGH (R.J.) - Foaming, foam films, antifoaming and defoaming. - Advances in Colloid & Interface Science, 64, 67-142 (1996).
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(7) - EXEROWA (D.), KRUGLYAKOV (P.M.) - Foams...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Standard Test Method for Foaming Properties of Surface – Active Agents - ASTM D 1173 - 1953
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