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Un étudiant tunisien résout une énigme physique vieille de 100 ans

John Kolinski et l'étudiant Wassim Dhaouadi John Kolinski et l'étudiant Wassim Dhaouadi[© 2019 EPFL]

Cet étudiant a de quoi impressionner ses professeurs d’université. Wassim Dhaouadi, inscrit en licence à l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, en Suisse, a résolu une énigme physique vieille de 100 ans.

Sa recherche a démontré les mécanismes à l’oeuvre lorsqu’une bulle de gaz reste collée aux parois d’un tube vertical étroit. Originaire de Tunisie, le jeune homme a rejoint récemment le Laboratoire de mécanique des interfaces souples (EMSI) en tant qu’assistant de recherche. 

Les résultats ont été publiés dans la revue Physical Review Fluids«Il a principalement participé à cette recherche par intérêt, et cela a débouché sur une publication qui résout un puzzle vieux d’un siècle», s’est extasié dans un communiqué John Kolinski, qui supervisait Wassim Dhaouadi.

Bien que la physique ait déjà pu expliquer pourquoi les bulles d’air se dirigent vers la surface dans un verre d’eau, le phénomène de la bulle coincée et immobile, dans un tube étroit de quelques millimètres de diamètre, restait un mystère. La bulle devrait pourtant naturellement remonter vers la surface.

Des premières recherches tentées il y 60 ans 

Il y a plus de soixante ans, un premier scientifique, Francis Bretherton, s’était attaqué à tenter d’expliquer le phénomène, a rappelé l’Ecole Polytechnique, en vain. «D’autres théoriciens ont avancé que la raison pour laquelle la bulle ne montait était la présence d’un film de liquide ultra-fin, présent entre la bulle et le tube. Or aucune de ces théories n’expliquait les mécanismes en jeu de façon complète.»

Mais Wassim Dhaouadi a résolu le mystère vieux d’un siècle en observant la couche de quelques dizaines de nanomètres située entre la bulle et la paroi du tube, la mesurant, et en décrivant les propriétés. Il a envoyé de la lumière sur la bulle, a analysé l’intensité de la lumière réfléchie et a pu mesurer très précisément la couche située entre la bulle et la surface du tube.

Le jeune scientifique a prouvé que cette couche pouvait se déformer si la bulle était excitée thermiquement mais qu’elle revenait toujours à sa forme initiale lorsqu’elle n’était plus stimulée. Cette étude a permis de montrer au monde de la physique que la bulle, loin d’être immobile et coincée, se déplaçait en fait très lentement. Un phénomène impossible à voir à l’oeil nu.

«Bien que fondamentale, la recherche pourrait se révéler intéressante pour étudier les phénomènes des fluides à l’échelle nanométrique, dans des systèmes biologiques, notamment», a précisé l’école du jeune chercheur. 

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