Chi-Tuong Pham (LIMSI) - Ondes de surfaces le long de gouttes

Nous présenterons des travaux portant sur des ondes de surface se propageant le long de gouttes d'eau allongées, de longueur typique de l'ordre de la cinquantaine de centimètres et de largeur typique de l'ordre du centimètre.

Nous montrerons pourquoi, posées sur des substrats super-hydrophobes ou bien en lévitation au dessus de substrats chauffés, de telles gouttes sont stabilisées par la gravité, alors qu'on se serait attendu à ce qu'elles se brisent sous l'effet de la tension de surface, au travers de l'instabilité dite de Plateau--Rayleigh.

Pour cela, nous étudierons les différents modes (variqueux, sinueux, ballottement) se propageant le long de ces gouttes. Nous montrerons également que des ondes non linéaires de type solitons de Korteweg--de Vries en dépression peuvent être observés.

Des modèles théoriques simples (analogies avec le pendule pesant, avec l'acoustique non linéaire ; approches moyennées de type Saint-Venant) en très bon accord avec les résultats expérimentaux, sont proposés pour décrire les phénomènes.

Enfin, nous généraliserons ces résultats au cas de gouttes en forme d'anneau où des motifs polygonaux peuvent être observés lorsque l'on excite ces gouttes de manière ad-hoc.

[1] J. Fluid Mech. 2020, 891, A8, doi:10.1017/jfm.2020.114
[2] J. Fluid Mech. 2021, 923, A13, doi:10.1017/jfm.2021.502
[3] Phys. Rev. Lett. 2021, 127, 144504, doi:10.1103/PhysRevLett.127.144504