Foamability of Oil Mixtures - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Foamability of Oil Mixtures

Moussabilité des mélanges d’huiles

Résumé

Foaming in oil mixtures is a common problem, for example in electric motor gearboxes. Anti-foaming agents can be used, but it is important to understand how foam forms. Pure liquids do not form foams because of the short life of liquid films, where there is no effect against attractive van der Waals interactions. However, the effect at the origin of increased lifetimes of liquid films in oil mixtures, in the absence of other known stabilizing effects, has not been explained. This thesis proposes a mechanism for this increase. We have measured the lifetime of foams in binary mixtures of varying composition and bubble size. Experiments on single bubbles formed on the surface of a liquid bath allowed us to measure the thickness of the liquid film at the time of its rupture. We demonstrate the stabilizing effect is due to differences in species concentration between the volume and the interface with air: the liquid with the lowest surface tension has a slightly higher concentration at the interface and thus acts as a surfactant. We then show how these concentration differences are related to the non-linearities of the variations of the surface tension of the mixture with its composition and what are the consequences on the lifetimes of liquid films. Finally, we show that the surface rheology of these systems is simpler than that of soap films and propose a quantitative description of the formation, drainage and breakup of liquid films.
La formation de mousse dans les mélanges d’huiles est un problème courant, par exemple dans les boîtes de vitesses de moteurs électriques. Des agents anti-mousses peuvent être utilisés, mais il est important de comprendre comment se forme la mousse. Les liquides purs ne forment pas de mousse en raison de la courte durée de vie des films liquides, où aucun effet ne s’oppose aux interactions attractives de van der Waals. Toutefois, l’effet permettant d’augmenter les temps de vie des films liquides dans les mélanges d'huiles, et en l'absence d’autres effets stabilisants connus, n'a pas été expliqué. Cette thèse propose un mécanisme à l’origine de cette augmentation. Nous avons mesuré le temps de vie de mousses dans des mélanges binaires dont la composition et la taille des bulles varient. Des expériences sur des bulles uniques formées à la surface d’un bain liquide ont permis de mesurer l’épaisseur du film liquide au moment de sa rupture. Nous démontrons que l’effet stabilisant est dû aux différences de concentration des espèces entre le volume et l’interface avec l’air : le liquide de tension de surface la plus faible a une concentration légèrement supérieure à l’interface et joue ainsi le rôle d’un tensioactif. Nous montrons ensuite comment ces différences de concentration sont reliées aux non-linéarités des variations de la tension de surface du mélange avec sa composition et quelles sont les conséquences sur le temps de vie des films liquides. Enfin, la rhéologie de surface de ces systèmes est plus simple que celle des films de savon et nous proposons une description quantitative de la formation, du drainage et de la rupture des films liquides.
Fichier principal
Vignette du fichier
TRAN_Hoai_Phuong_these_2022.pdf (20.23 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03850793 , version 1 (14-11-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03850793 , version 1

Citer

Hoai-Phuong Tran. Foamability of Oil Mixtures. Soft Condensed Matter [cond-mat.soft]. Sorbonne Université, 2022. English. ⟨NNT : 2022SORUS117⟩. ⟨tel-03850793⟩
62 Consultations
19 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More