Ces mystérieux « feux d’artifice » n’éclairent pas le ciel nocturne – ce sont des simulations informatiques d’un récent papier Sur le mélange de liquides qui ne veulent pas mélanger.
Les chercheurs ont cartographié comment deux fluides non miscibles (deux fluides qui ne se mélangent pas, comme l’huile et l’eau) avec différentes viscosités peuvent créer des « doigts » lorsqu’ils interagissent. Ils ont créé différents modèles en injectant alternativement les fluides au centre de chaque «feu d’artifice», permettant aux fluides de se propager.
L’étude de ce phénomène est importante pour stocker le carbone de l’atmosphère dans le sol, une stratégie pour lutter contre le changement climatique. Le dioxyde de carbone est responsable de 80% de tout le chauffage à partir de gaz à effet de serre causée par l’homme Depuis 1990. Il est possible d’éliminer de grandes quantités de dioxyde de carbone de l’atmosphère, mais elle doit encore aller quelque part. Le stocker dans le sol est une option – et comprendre les interactions fluides peut nous aider à comprendre comment procéder.
Dans ce cas, le mot «fluide» peut se référer à la fois aux gaz et aux liquides, y compris le dioxyde de carbone gazeux. La viscosité est une mesure de la facilité avec laquelle un fluide se déplace. Les fluides avec une viscosité élevée se déplacent lentement, comme la mélasse ou le goudron, tandis que les fluides à faible viscosité se déplacent plus rapidement et peuvent se propager davantage, comme l’eau ou l’air.
Les « feux d’artifice » fluides sont causés par Instabilité de Saffman-Taylor – Un phénomène qui se produit lorsque deux fluides non miscibles avec différentes viscosités sont confinés dans un petit espace. Lorsqu’un liquide moins visqueux est ajouté au système, il n’y a pas beaucoup d’endroits à aller, il pousse donc à la place contre le fluide plus épais – formant les motifs distinctifs.
Si vous avez déjà mis une goutte de colle entre deux surfaces plates, puis avez changé d’avis et les avez séparés, vous avez peut-être remarqué que la colle humide formant des crêtes et des canaux étranges. Il s’agit de l’instabilité de Saffman-Taylor en action. Lorsque vous avez séparé les morceaux, Air a essayé d’aller là où se trouvait la colle la plus visqueuse et laissé ces motifs.
Le stockage du dioxyde de carbone dans le sol consiste à « injeter » le dioxyde de carbone dans un liquide plus visqueux (eau) dans des espaces confinés sous terre, conduisant à l’instabilité de Saffman-Taylor. Les « feux d’artifice » du papier Montrez que le nombre et l’étendue des doigts peuvent être modifiés en fonction du moment et de la façon dont le fluide est injecté dans le système. L’augmentation de l’effet de doigté aide à empêcher le gaz de s’échapper dans l’atmosphère.
Les gens du monde entier travaillent déjà sur des projets de séquestration en carbone (stockage) – à partir de 2024, il y avait 50 installations en fonctionnement, 44 en cours de construction et 534 supplémentaires en développement selon le Institut mondial de CCS (capture et stockage du carbone). Le développement de cette technologie nous donne plus d’outils pour freiner le chauffage mondial causé par la présence de trop de dioxyde de carbone dans l’atmosphère terrestre.
