des bulles de savon géantes - manip n°36

Expérience n° : 36

Titre : des bulles de savon géantes

Thème : liquide en couche mince

Objet : fabrication de bulles de savon géantes

Niveau : tous

Auteur de la fiche : frederic.louradour@ircom.unilim.fr

Matériel :
- de l'eau
- du produit à la laver la vaisselle un peu particulier (le produit à laver la vaisselle que l'on peut acheter en France ne convient pas ; celui que nous utilisons vient des USA et appartient à la marque DAWN. (achat possible via internet ; cliquez ici)(cet produit est composé de : éthoxylate sulfate mixte d'alkyl et de sodium oxyde d'aminedodécyldiméthylique éthanol alcool ethoxylé linéaire !)
- un peu d'huile de glycérine
- une cordelette en coton formant une boucle déformable, tenue par un baton
- un pneu de moto coupé en deux
- une deuxième cordelette formant un cercle attachée à un cerceau rond
Film de savon s'appuyant sur deux cercles : surface caténoïde ressemblant à une cheminée de centrale nucléaire

Protocole :
Préparation de la solution :
- mélanger 1 volume de DAWN avec 15 volumes d'eau et 0.25 volume d'huile de glycérine. C'est prêt !

Fabrication de bulles géantes :
- tremper la cordelette dans la solution précédente ; la boucle formée par la cordelette est alors fermée.
- sortir la cordelette de la solution et ouvrir la boucle tout en se déplaçant lentement. Accompagner la formation de la bulle.
- refermer la boucle lorsque la taille de la bulle est satisfaisante (on peut atteindre 4 à 5 mètres de long dans de bonnes conditions).

Mettre un enfant dans une bulle :
- utiliser le pneu de moto coupé en deux ; verser la solution savoneuse dans le pneu.
- tremper la cordelette circulaire attaché au cerceau dans la solution.
- demander à l'enfant de se tenir droit, les bras le long du corps, au centre du pneu
- relever rapidement le cerceau et former une bulle de forme cylindrique à l'intérieur de laquelle se trouve maintenant l'enfant.

Pour plus d'information vous pouvez par exemple consulter le site internet suivant : cliquez ici
Place de la république, Limoges, semaine de la Fête de la Science 2003.

Mesure de sécurité :
Aucune !

Commentaires :
Les colorations qui parcourent la surface de la bulle sont la preuve d'une épaisseur peu différente de 1 micron c'est à dire un millième de millimètre (un centième de cheveux). Chaque couleur correspond à une valeur précise de cette épaisseur.
Colorations d'une couche mince savoneuse rectangulaire : l'épaisseur augmente du haut vers le bas.

Expérience(s) voisine(s) :
A voir dans le SCIENTIBUS :
- film de savon rectangulaire ; irisations de la surface ; mouvement du liquide à l'intérieur du film de savon ; mise en évidence de l'instant de la rupture du film.
- anti-bulle sur le film de savon rectangulaire.

Un grand nombre d'autres d'expériences sont rélisables avec la solution savoneuse et divers accessoires. Pour plus d'information vous pouvez par exemple consulter le site internet suivant : cliquez ici
Emilie et le film de savon. Ecole élémentaire, Chateauneuf la Forêt, le 12 février 2004.

Applications liées à l'expérience :
La formation de films de savon est régie par le phénomène de la tension superficielle. De tès nombreux domaines technologiques utilisent et étudient ce phénomène ; en voici quelques exemples : biologie, médecine, pharmacie, chimie, cosmétique, industrie alimentaire, traitement des surfaces, optique, ...

Autre application liée à l'expérience :
Le contrôle des couches minces est d'un grand intérêt en optique notamment pour la réalisation de traitement anti-reflet, pour les verres de lunettes par exemple.
Pour plus d'information vous pouvez par exemple consulter le site internet suivant : cliquez ici
ou encore :cliquez ici
Un film de savon de 4 mètres de haut !!

Autre application liée à l'expérience :
Lorsqu'on assemble un grand nombre de bulles les unes aux autres on obtient une mousse. Le contrôle de la structure des mousses est d'un grande importance pour la synthèse de nouveaux matériaux (dits matériaux complexes).
Pour plus d'information vous pouvez par exemple consulter les sites internets suivants :
site 1
Un film de savon de 4 mètres de haut !!

Autre application liée à l'expérience :
Pour l'étude mathèmatique de la forme des films de savon voir :

Math 1

Math 2

Math 3

plan film caténoïde

Autre application liée à l'expérience :
La forme exacte de la surface occupée par une couche mince savoneuse s'appuyant sur des points extrêmes imposés présente des propriétés mathématiques singulières : elle minimise par exemple l'aire totale de la surface. Cette propriété a été utilisée lors de la conception du toit du stade olympique de Munich :
Olympia Stadium de Munich.

Annexe/Aide mémoire :
plan ustensile bulle


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