Instabilité de Faraday

Pour trouver le seuil de Faraday, accélération limite au-delà de laquelle le bain oscille, on se place à différentes fréquences fixées et
d'une part on augmente l'accélération du bain jusqu'à ce qu'il ondule (attention aux effets de bord qu'il ne faut pas confondre
avec l'instabilité de Faraday) et on note le seuil. D'autre part on se place au-delà de cette accélération critique et on diminue la
tension appliquée pour ne plus avoir de vagues à la surface. Nous sommes en effet en présence d'un important phénomène d'hysteresis
et les deux méthodes sont nécessaires.

Cette manipulation est effectuée avec des huiles de viscosité 5 et 20 cSt, plusieurs mesures sont prises pour chaque point pour un maximum de précision. Nous atteignons les limites de l'accéléromètre avec des huiles de viscosités trop élevées (45 cSt, 175 cSt).

 

 

 

 

Différents fluides utilisés : de gauche à droite, huile 5 cSt, 20 cSt, 45 cSt, 175 cSt, éthanol pour nettoyer le matériel et eau distillée.

 

 

Nous comparons les courbes résultantes de ces résultats expérimentaux à celle du seuil théorique donné par la formule [12] :

γF = 24/3.(ρ/σ)1/3.υ.(2.π.ν)5/3



Nous constatons une certaine différence entre la théorie et l'expérience qui peut s'expliquer en partie par certaines approximations comme celle de la hauteur
de fluide infinie. De plus nous ne connaissons pas les conditions d'application de cette équation, elles peuvent donc varier par rapport aux notres ce
qui pourrait aussi causer ce décalage.
Finalement cette étude théorique n'est pas capitale pour la suite puisque ce qui nous intéressait était d'avoir un seuil où les ondes de surface se créent spontanément, et c'est le cas ! On connaît maintenant les valeurs de l'accélération critique sous laquelle on doit se placer pour observer nos gouttes sans vagues qui interfèrent.

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Ondes de Faraday, 30 Hz (gauche) et 50 Hz (droite)