Application à la dynamique des films de savon
Interféromètre de Jamin-Fabry-Perot et dynamique des films de savon

Les films minces présentent un intérêt d'un point de vue fondamental pour l'étude des effets de turbulence mais aussi pour les applications telles que les membranes cellulaires en biologie ainsi que les mousses dans l'industrie. Pour l'étude de ces films, différentes méthodes optiques ont été utilisées à l'aide d'interféromètres à deux ondes en transmission , réflexion et par absorption dans le domaine infrarouge . Cependant, ces techniques ne permettent de sonder le film qu'en un seul point et ne permettent pas d'avoir accès par exemple au gradient d'épaisseur. L'interféromètre de Jamin-Fabry-Perot est donc l'outil idéal pour faire une telle étude.

Un film de savon peut être facilement réalisé en utilisant une solution contenant du liquide à vaisselle commercial, de la glycérine et de l'eau. Il suffit de plonger une barre horizontale dans la solution, puis de tirer délicatement cette barre vers le haut. Il se forme alors un film de savon vertical . Les grandeurs typiques des films que nous avons utilisés sont de l'ordre de 10 cm de hauteur pour 6 cm de large. On peut déjà avoir une idée de l'épaisseur du film, en regardant simplement la lumière réfléchie. Considérons un rayon incident sur le film. Une partie est réfléchie par la première face tandis qu'une autre partie est réfléchie par la seconde face (figure 10). Ces deux rayons vont donc pouvoir interférer entre eux.

Quelques secondes après la formation du film, celui-ci est pratiquement blanc. En effet, en un point donné du film, en lumière blanche, de nombreuses longueurs d'onde vont pouvoir interférer constructivement. Le film a alors quelques microns d'épaisseur. Très vite, des franges colorées horizontales apparaissent et deviennent de plus en plus contrastées (figure 11).

Ces franges d'égale couleur sont comparables à des courbes de niveau sur une carte. Au cours du temps, l'eau prise en sandwich entre les molécules de surfactant a tendance à s'écouler vers le bas (drainage), par simple gravité. Le film s'amincit donc en haut tandis qu'il s'élargit dans le bas, comme le montre le tassement des franges colorées (figures 11b et c). Au-dessus des franges colorées apparaît une zone dite zone noire commune. L'épaisseur du film n'est alors plus suffisante pour que le décalage entre les rayons réfléchis par les deux faces...