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Issue
J. Chim. Phys.
Volume 96, Number 6, June 1999
Page(s) 991 - 996
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jcp:1999185
DOI: 10.1051/jcp:1999185


J. Chim. Phys. Vol. 96, N°6  p. 991-996

Instabilités à "l'interface" entre deux fluides miscibles. Émergence d'une tension de surface effective

P. Petitjeans, P. Kurowski, J. Fernandez and M. Hoyos

Laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes, UMR CNRS 7636, École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles (ESPCI), 10 rue Vauquelin, 75231 Paris cedex 05, France

Abstract
Instabilities can develop at the "interface" between two miscibles fluids which exihibit patterns very similar to those observed between immiscible fluids. For example, a layer of colored glycerine hanged-up below a glass plate and placed into a water tank, gives rise to organized patterns. Also, a thin layer of glycerine falling into water is unstable and gives falling columns with a regular distance between each other. These similarities between miscible and immiscible fluids lead to the existance of an "effective surface tension" between miscible fluids. This effective tension has a meaning for short times only, and should tend to zero with time. It can be explained by the strong concentration gradient at the "interface".

Résumé
Les instabilités qui peuvent se développer à "l'interface" entre deux fluides miscibles présentent des structures qui sont très proches morpholiquement de celles que l'on observe habituellement à l'interface entre deux fluides non-miscibles. C'est ainsi qu'une couche de glycérine colorée suspendue sous une plaque de verre et placée dans un réservoir d'eau montre le développement de structures organisées. De même, une fine nappe de glycérine s'écoulant dans l'eau se déstabilise sous forme de colonnes tombantes régulièrement espacées. Ces analogies tendent à aller dans le sens de l'existence d'une "tension de surface équivalente" entre fluides miscibles. Cette tension effective, qui n'a de sens qu'aux temps courts, et qui doit irrémédiablement tendre vers zéro avec le temps, peut s'expliquer par l'existence de forts gradients de concentration à "l'interface" entre les deux fluides miscibles.


Key words: miscible -- interface -- instabilités
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© EDP Sciences 1999