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I.Introduction


a.But

b.Historique


II.Qu’est-ce que la Sonoluminescence


a.Définition

b.Description

c.Sonoluminescence à bulle unique ou SBSL


III.Dispositif expérimental


IV.Connaissances pré-requises et Phénomènes associés


a.Notions préalables

b.Phénomènes liés à la sonoluminescence


V.Perspectives d’avenir


VI.Conclusion


VII.Définitions utiles


VIII.Sources

Connaissances pré-requises et Phénomènes associés






a.Notions préalables

On l’aura compris, l’étude de la sonoluminescence requiert, au préalable, des bases très solides dans divers domaines de la Physique car c’est un sujet interdisciplinaire très complexe.


Notons l’omniprésence des Transports et de la Mécanique des fluides, mais aussi de la Thermodynamique, de la Physique Quantique, de la Physique Acoustique, de la Métrologie de pointe, de l’Hydrodynamique …


En effet une étude approfondie du phénomène entraîne l’étude de la dynamique du rayon de la bulle (via l’équation de Rayleigh-Plesset, l’équation de Keller, l’équation de Rayleigh-Plesset modifiée), de la dynamique de la bulle sous contrainte externe, l’étude des ondes de pression, de la dynamique du gaz dans la bulle (via les modèles non miscibles avec paroi imperméable, les modèles dissipatifs avec flux de chaleur, les modèles dissipatifs avec vapeur d’eau et flux de matière, la température du gaz), l’interaction matière-lumière (absorption et émission de photons dans les plasmas) l’étude des forces de Bjerknes, la condition de Blake, l’équilibre diffusif des gaz rares, l’instabilité de Rayleight-Taylor, les phénomènes de décharge électrique (l’impulsion de pression déplace les ions négatifs vers le centre de la bulle d’air à une vitesse plus rapide que les ions positifs plus lents. C’est là que réside l’établissement du champ électrique rayonnant).


Travailler sur la sonoluminescence amène aussi à l’étude du corps noir et de ses limitations, l’opacité et la transparence de la bulle, les forces Casimir…


(cf. La Publication de François Coppex, qui traitent de toutes ces notions fondamentales, voir sources)








b.Phénomènes liés à la sonoluminescence


Il est bon de savoir que des recherches sur des sujets tels que la cavitation, la fusion froide, l’énergie libre, la sonofusion, la sonochimie, la shrimpoluminescence (ou crevettoluminescence), la sonophotoluminescence, MBSL, SBSL … amèneront à traiter de la sonoluminescence. Car tous ces phénomènes sont liés, directement ou indirectement, à la sonoluminescence.


Exemple de la « crevettoluminescence » : C'est Broadway chez les crevettes ! Non contents de produire une véritable cacophonie avec leurs pinces, les cardons émettent aussi de la lumière par un mécanisme similaire à la sonoluminescence. Un aquarium plongé dans l'obscurité. A l'intérieur, dans une eau à 20 °C, un cardon nage tranquillement. Soudain, un pinceau s'approche et chatouille la grande pince de l'animal. Qui claque dans un bruit sourd. Un éclair lumineux traverse alors les ténèbres. Pour Detlef Lohse, Michel Versluis et Barbara Shmitz, c'est de la pure "crevettoluminescence" ! Car ce phénomène ressemble à s'y méprendre à la sonoluminescence, c'est-à-dire l'émission de lumière par des bulles balayées par un son. "A notre connaissance, c'est la première fois qu'on observe ce type de production de lumière chez l'animal," confient les scientifiques dans leur article publié dans Nature.
La crevette Alpheus heterochaelis possède une grosse pince à détente qui lui sert d'arme, de bouclier et parfois même de moyen de communication. Celle-ci est capable de se fermer en une fraction de seconde; un mouvement qui expulse violemment un jet d'eau et des bulles d'air. Les trois chercheurs allemands et néerlandais avaient prouvé (en 1999) que l'implosion de ces bulles, aussi appelée cavitation, était responsable du bruit infernal que génèrent les cardons. Un bruit qui fait le cauchemar des sonars car il peut dépasser les 200 décibels


Cette fois, munie d'un photodétecteur en plus du traditionnel hydrophone, l'équipe a observé que l'implosion des bulles provoque aussi un flash lumineux très court. Et cela leur a forcément rappelé la sonoluminescence."Le nombre total de photons émis par l'intérieur chaud d'une bulle [expulsée par le cardon] ne dépasse pas 50 000, ce qui est inférieur d'un à deux ordres de grandeur à ce que produit typiquement la sonoluminescence d'une seule bulle," indiquent toutefois les chercheurs. Donc pas question de voir la "crevettoluminescence" à l'œil nu on est donc en présence de la MBSL plutôt que de la SBSL. Ce phénomène n'aurait d'ailleurs aucune fonction biologique particulière, contrairement au claquement qui permettrait d'assommer les proies.





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