2.1 Fluide utilisé

Dans les expériences décrites ici, le fluide utilisé est l'huile V065 de Rhodia (Rhône-Poulenc). Il s'agit d'une huile de silicone, à savoir d'un méthylpolysiloxane à chaîne purement linéaire. Dans notre cas, l'huile choisie est très peu visqueuse (0.65 cSt contre 1 cST pour l'eau) et il s'agit donc d'une chaîne courte, très peu polymérisée et proche du monomère, contrairement par exemple aux huiles d'une très grande viscosité utilisées dans la convection de Bénard-Marangoni -- ou plus prosaïquement en pharmacie et cosmétologie.

L'huile est transparente pour la lumière visible ; cette propriété nous permet d'effectuer des observations et des mesures par ombroscopie (§ ). Notons que son indice optice $n$ est de l'ordre de 1,4 et que la dérivée de ce dernier par rapport à la température $\partial n / \partial T$ est négative (car $n$ est une fonction croissante de $\rho$ comme pour la plupart des fluides) et de l'ordre de -4.10$^{-4}$ K$^{-1}$.

Ses principales propriétés^2.12.2 sont résumées dans le tableau ci-dessous où les données pour l'eau ont été reportées à titre indicatif. La quatrième colonne indique les valeurs données par le fabriquant et la dernière colonne, partielle, les valeurs mesurées en laboratoire par J.K. Platten (tension de surface notamment).

N'est pas mentionnée dans ce tableau la pression de vapeur saturante, non fournie par le constructeur, mais précisons que cette huile est très volatile : le taux d'évaporation effectivement mesuré à l'air ambiant varie entre 0.5 mm/h (20$^\circ$C) et plus de 1 mm/h (30$^\circ$C). Des mesures particulières doivent donc être prises pour travailler sur des temps suffisamment longs. Remarquons que nous observons un début d'ébullition vers 50$^\circ$C, ce qui limite de facto la plage de températures accessibles lors de nos expériences.

La densité de l'huile est faible, ce qui permet aux poussières et aux impuretés de tomber au fond de la cellule où elles n'ont aucune influence sur l'écoulement car elle ne modifient pas la tension de surface. De plus, contrairement à l'eau, l'ensemble de ses propriétés physiques -- notamment la valeur de $\gamma$ -- rend ce fluide très bon candidat à l'étude de l'instabilité en ondes hydrothermales.

Notons enfin que d'autres fluides transparents de nombre de Prandtl voisins permettent aussi l'étude des ondes hydrothermales : décane ( $\mathit P{\mathrm r}\xspace =15$, De Saedeleer et al. (1996)), éthanol ( $\mathit P{\mathrm r}\xspace =17$, Schwabe et al. (1992)) et acétone ( $\mathit P{\mathrm r}\xspace =4,2$, Villers et Platten (1992)) notamment. Plus généralement, Les fluides de grand nombre de Prandtl ne semblent pas sujets à cette instabilité et les fluides de petit nombre de Prandtl -- métaux liquides -- ne permettent pas la visualisation des ondes et ont une surface libre difficile à maintenir propre (Favre (1997)).