Quand une mousse “au repos” continue de bouger : une nouvelle compréhension des matériaux mous

Que se passe-t-il réellement à l’intérieur d’une mousse lorsque l’on cesse de la manipuler ? Si l’on pense spontanément qu’elle “s’immobilise”, la réalité est plus subtile : ses bulles continuent de se réorganiser, de manière invisible à l’œil nu. Ce phénomène concerne un large ensemble de matériaux – mousses, émulsions, pâtes, gels – dont la structure interne évolue même à l’arrêt.

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une mousse liquide ultrastable comme modèle de matériau désordonné. Grâce à la tomorhéoscopie rapide aux rayons X, une technique d’imagerie avancée sous synchrotron, ils ont pu suivre simultanément l’évolution des contraintes mécaniques et les mouvements des bulles dans l’espace et dans le temps, accédant ainsi directement aux dynamiques internes après l’arrêt de l’écoulement.

Les résultats apportent un éclairage inédit. Contrairement à ce que l’on observe souvent dans des systèmes complexes, où les relaxations suivent des lois lentes et étalées dans le temps, les chercheurs montrent ici que la mousse se détend de façon simple et rapide, selon une loi exponentielle. Plus surprenant encore : la vitesse de cette relaxation ne dépend pas de la manière dont la mousse a été mise en mouvement auparavant. Elle est directement liée à un phénomène local, à l’échelle de quelques bulles, correspondant à des réarrangements individuels.

Ce résultat met en évidence un régime jusqu’ici peu documenté : la relaxation des contraintes ne repose pas sur des effets collectifs à grande échelle, mais sur une succession d’événements locaux indépendants. Cette découverte remet en question certaines hypothèses sur le comportement des matériaux amorphes et ouvre de nouvelles perspectives pour mieux comprendre et prédire leur évolution.

À terme, ces travaux pourraient contribuer à mieux contrôler les propriétés mécaniques de nombreux matériaux utilisés dans l’industrie (cosmétiques, agroalimentaire, matériaux de construction) ou dans des applications technologiques. Ils offrent également un cadre conceptuel renouvelé pour analyser l’influence de l’histoire mécanique sur l’état et la stabilité de ces systèmes complexes.

Contacts chercheur

Christophe RAUFASTE, Professeur Université Côte d’Azur –  Institut de Physique de Nice – INPHYNI (Université Côte d’Azur / CNRS) christophe.raufaste@univ-cotedazur.fr
Stéphane SANTUCCI, Directeur de recherche CNRS –  Laboratoire de Physique de l'ENS de Lyon – LPENSL (ENS de Lyon / CNRS) stephane.santucci@ens-lyon.fr
Benjamin DOLLET, Directeur de recherche CNRS – Laboratoire Interdisciplinaire de Physique – LIPhy (Université Grenoble Alpes / CNRS) - benjamin.dollet@univ-grenoble-alpes.fr

Références

PRL, https://doi.org/10.1103/3np8-ljj1
ArXiV, https://doi.org/10.48550/arXiv.2602.23690