Étude de la cavitation ultrasonore multi-fréquentielle dans un résonateur cylindrique : cartographie du champ acoustique, dynamique de bulles et transition vers la cavitation inertielle

La cavitation acoustique est décrite comme le phénomène de formation, croissance et effondrement de bulles sous l’effet d’un champ ultrasonore et joue un rôle fondamental dans une grande variété d’applications : sonochimie, nettoyage, traitement des matériaux, dégradation de polluants. Ce phénomène complexe dépend fortement des caractéristiques du champ acoustique et des propriétés du liquide. Une compréhension fondamentale des mécanismes physiques à l’échelle d’une bulle puis d’un nuage de bulles est essentielle pour optimiser et contrôler les effets des ondes ultrasonores. Cette étude fondamentale s’inscrit dans un sujet plus global démarré en collaboration entre le LAUM (Laboratoire d’Acoustique de l’Université du Mans) avec l’IMMM (Institut des Matériaux et Molécules du Mans) pour la production de polymères de haute pureté par ultrasons dans un contexte de « chimie verte ». L’objectif de cette thèse est plus précisément d’étudier de manière approfondie la cavitation ultrasonore dans un résonateur cylindrique soumis à différentes fréquences ultrasonores et à différentes amplitudes par des approches numériques et expérimentales.

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