La mousse est un milieu diphasique, constituée de 2 phases : le liquide et le gaz qui représente la
plus grande partie de la mousse. Le gaz se trouve dans les multiples bulles de la mousse, d’où le
nom de cette phase dite dispersée. Le liquide, lui, entoure les bulles constitue un chemin continu,
c’est la phase continue.
La mousse est constituée par un très grand nombre de bulles qui entrent en contacts : >2 bulles sont séparées par un plan de liquide : le film ; >3 bulles forment 3 films qui s’intersectent en une ligne : le bord de Plateau ; >4 bulles forment ainsi 4 bords de Plateau qui se recoupent en un point : le vertex. L'ensemble des bords de Plateau et vertex forment un réseau de micro-canaux dans lequel est contenu la majorité du liquide. Ce réseau s’organise de manière à minimiser son énergie en respectant une certaine configuration déterminée par Plateau (physicien et mathématicien belge) grâce aux lois de Plateau*.
La quantité de liquide contenue dans cette mousse est définie par sa fraction liquide, Φ=V (eau) / V (tot ), où V(tot ) représente le volume de la mousse, et Veau=m(eau) / ρ (eau), volume de l’eau avec m(eau) sa masse. Cette fraction est reliée à la densité ρ (mousse) de la mousse par la relation suivante : ρ(mousse)=ρ(eau)Φ+ρ(air )(1−Φ)=ρ(eau)Φ ( ici la densité de l'air est négligeable devant celle de l'eau). La fraction liquide va donc déterminer les différentes structures des mousses : > Pour ϕ (eau) > ϕ* (eau) , les bulles sont sphériques et ne se touchent pas ; il s'agit d'un liquide pétillant. > Pour 0,05 ≤ ϕ (eau) < ϕ* (eau), les bulles se touchent et prennent la forme d'une sphère aplatit à chaque contact avec une bulle : c'est une mousse humide. > Pour ϕ (eau) ≤ 0,05 : les bulles sont de forme polyédrique (c'est une forme géométrique à trois dimensions ayant des faces planes polygonales ) ; c'est une mousse sèche. (avec ϕ* (eau) la fraction liquide «critique » ~ 0,3)
*Lois de Plateau :
>les surfaces d'intersection des bulles sont lisses et de courbures constantes ;
>3 bord de Plateau se rencontre avec un angle de 2π /3 ( 120°) ;
>4 bulles se rejoignent pour former un tétraèdre avec un angle au sommet 109,5°.
Les mousses, qui sont des fluides, ont également un comportement solide. En effet, si l’on pose de la mousse sur une table (par exemple de la mousse à raser) on peut voir qu’elle ne s’aplatit pas et qu’elle garde sa forme comme un solide, en revanche si on la déforme et qu’on lui applique une contrainte, on peut voir qu’elle conserve toujours sa forme, elle montre ici des propriétés plastiques.