Vendredi 11 décembre 2006 à 14h
Tout liquide peut être surchauffé ou détendu au delà de sa courbe d’ébullition. Il reste alors dans un état métastable, jusqu’à ce qu’une bulle de vapeur apparaisse (cavitation). L’étude de la limité de métastabilité renseigne sur la cohésion du liquide et sur son équation d’état. Le cas de l’eau est particulièrement intéressant ; en effet, des théories concurrentes prédisent des variations en température de la limite de stabilité qualitativement différentes : soit monotone (la pression de cavitation augmente avec la température), soit avec un minimum. Nous avons mis l’eau sous tension à l’aide d’une onde ultrasonore, qui est émise et focalisée par un piézo-électrique hémisphérique, dans un petit volume loin de toute paroi, ce qui minimise l’influence d’éventuelles impuretés. Nous avons obtenu des résultats très reproductibles, permettant de mesurer la statistique de cavitation et de définir précisément son seuil dans différents échantillons d’eaux. Le piézo-électrique est calibré de deux manières : avec des hydrophones à aiguilles, et avec la méthode de variation de la pression statique Les deux méthodes sont en accord et donnent une pression de cavitation variant de -26 MPa à 0°C à -16 MPa à 80°C. Cela fait partie des pressions les plus négatives observées dans l’eau mais reste loin de la valeur théorique attendue (environ -120 MPa) et observée dans une seule expérience (Zheng et al., 1991, Science 254, 829). Nous discutons l’origine de cette différence : par la présence d’hypothétiques impuretés, dont nous discutons la nature et la concentration, ou par une courbure inattendue de la forme de l’équation d’état aux pressions très négatives.
RECRUTEMENT ACCES DIRECT
Le département de physique
Le Laboratoire de Physique de l’ENS 