Pourquoi les bulles de savon éclatent-elles ?

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Pourquoi les bulles de savon éclatent-elles ?

Dans le cadre d'un travail sur la présence de l'air, en grande section, nous avons fait des bulles de savon.
Les enfants ont posé la question suivante : "Pourquoi les bulles éclatent-elles ?"

La question est simple, mais la réponse ne l'est pas! Je vais essayer de donner une réponse "plausible", plutôt qu'exacte, pour cette raison !

Une surface liquide possède une certaine énergie, en fait une énergie par unité de surface (d'autant plus faible que la surface est grande).
Or, la nature a tendance à vouloir réduire l'énergie, donc à réduire la surface libre présentée par le liquide... c'est pourquoi les petites gouttes de mercure restent à peu près sphériques. Ceci minimise la surface, pour le même volume. Je choisis le cas du mercure exprès, parce qu'il possède une énergie de surface assez élevée; environ 0,5 joules/mètres au carre (J/m*2). Le mercure "n'aime pas" faire des films minces, nécessaires pour faire les bulles, parce que ceci "coûte" trop d'énergie ! C'est la même chose pour l'eau (environ 0,07 J/m*2). Essayez de faire les bulles d'eau (pure) !

Pourtant, lorsque l'on ajoute du savon (pas trop!), il a tendance à aller vers la surface, parce que, justement, ceci baisse l'énergie de surface à une valeur assez faible (à environ 0,02 J/m*2). Maintenant, le liquide ne montre pas trop d'objections lorsque l'on essaie de faire des films, donc des bulles, parce que ceci ne "coûte" pas trop cher. Mais, si vous étendez votre film trop loin (ou faire une bulle de savon trop grande !), il n'y a pas assez de savon pour venir en surface, afin de "couvrir" l'eau entièrement, et donc garder l'énergie faible à environ 0,02 J/m*2. L'énergie augmente, le système devient instable à cause de cette énergie de surface qui augmente, et "préfère" de se transformer en gouttes de liquides, de surface moindre... la bulle éclate !

Ceci n'est pas toute l'histoire (pourquoi ne pas augmenter la concentration de savon, par exemple ?...) et un traitement complet du problème est complexe. J'espère toutefois que cette petite explication simplifiée vous montre des éléments de base du phénomène d'éclatement de bulles de savon.

J'avais lu d'une autre façon la question sur l'éclatement des bulles.
La réponse détaillée de Martin me montre que plusieurs consultants sont peut-être parfois nécessaires...
Lorsque l'on observe une bulle de savon se déplaçant dans l'air, elle éclate, au bout d'un certain temps. En effet, le film d'eau savonneuse devient de plus en plus fin car l'eau a tendance à se rassembler en bas de la bulle, à cause de la pesanteur. En fabriquant un film de savon avec un cadre en fil de fer et en le maintenant vertical, on voit que le bas du film devient plus épais.
C'est intéressant de voir l'évolution des couleurs de la bulle au cours du temps, car celles-ci sont liées à l'épaisseur du film. Quand la bulle devient transparente, c'est que son éclatement est imminent. La bulle éclate, disparaît et il ne reste plus qu'une goutte qui tombe rapidement par terre...