Bubulles

Informations contact : vincent.jouveshomme@etu.sorbonne-universite.fr et elsa.melili@etu.sorbonne-universite.fr 

Projet : Modélisation analogique de la remontée du gaz dans une "cheminée" magmatique.

Description et objectifs :

Notre objectif est de reproduire 2 cas extrêmes du comportement du flux de gaz lors de la remontée du magma pour deux dynamismes éruptifs différents, à l'aide d'un modèle analogique. Ces 2 cas sont : une remontée homogène du gaz (flux continu de petites bulles) qui donne lieu à un dynamisme effusif de type coulées de lave, et une remontée hétérogène (flux discontinu, bulles massives) qui donne lieu à des éruptions intermittentes de type stromboliennes. Nous allons faire varier différents paramètres pour étudier lesquels ont une influence sur le flux montant de gaz, et donc sur la dynamique de l'éruption :

• la viscosité du matériau qui sert d'analogue au magma (2 matériaux différents)
• le diamètre de la colonne en plexiglass qui sert d'analogue au conduit magmatique (2 diamètres différents)
• si nous n'arrivons pas à obtenir les 2 cas décrits ci-dessus en modifiant les 2 premiers paramètres, nous ferons aussi varier le flux de gaz à la base de la colonne

Matériel :

• 2 colonnes en plexiglass : une de 5cm et une de 10cm de diamètre
• 2 cristallisoirs
• 2 thermomètres
• 2 bulleurs
• 2 couvercles
• 4 plateaux perforants (2 avec des petits troues et 2 avec différentes tailles de troues)
• 2 pinces
• chronomètre manuel (prise de vidéo)

Montage expérimental : 

 

Le bulleur sera introduit dans le cristallisoir via un trou dans le couvercle. Ce même couvercle forcera l'air introduit dans le fluide du cristallisoir à remonter par la colonne en plexiglass.

Le plateau perforant permettra de contrôler les tailles des bulles qui remontent le long du conduit. Où placer le plateau : au niveau du bulleur où à la base de la colonne ?

L'analogue au gaz volcanique qu'on utilisera sera tout simplement de l'air.

Fluides envisagés : Huile de vidange et glycérine liquide (faire des dilutions successives jusqu'à observer une viscosité qui nous convient, ou trouver une relation nous permettant de calculer la viscosité théorique en fonction de la concentration).

Pour la plupart des fluides, la viscosité change avec la température --> on peut essayer de trouver un fluide qui échappe à cette règle, sinon : on étudie les variations de viscosité du matériau utilisé en fonction de la température, et on mesure la température du fluide avec un thermomètre lors de nos expériences, afin de prendre en compte ce paramètre.

Attendus : 

• Calcul des vitesses de remontées des bulles de gaz
• Construction du diagramme vitesse mesurée = f (diamètre)
• Discussion des régimes d'ascension des bulles observées en fonction des diamètres et des viscosités (éventuellement des flux d'air)

Objectif de la semaine 3 : Créer le couvercle et les différents plateaux perforants (1 avec des troues de même taille et 1 avec deux tailles de troues) grâce à l'openscan.  

Objectif de la semaine 4 : Tester le montage et faire des tests pour les viscosités des matériaux.