Experimental evidences of radicals production by hydrodynamic cavitation: a short review

The presence of induced radicals and of chemical reactions, in liquids processed in ultrasonic reactors producing acoustic cavitation, has been widely demonstrated and is known as sonochemistry. Otherwise, the number of publications related to chemical reactions caused by hydrodynamic cavitation arising in a liquid flowing out, is more limited. Most of these articles have exposed qualitative results and empirical attempts in order to increase a primary weak efficiency. As the physics of collapsing bubbles in a flow is more complex than the monitoring of acoustic bubbles at a fixed frequency, it was largely assumed, until shortly, that hydrodynamic cavitation has inherent limitations preventing from getting relevant radical yields. However, new efforts have been recently performed to evolve from qualitative to quantitative measurements, in order to be able to know whether hydrodynamic cavitation could become a reliable process for wastewater treatment or not. This short review focuses on recent progresses that have made possible experimental evidences of radical production in hydrodynamic cavitation, and on forthcoming orientations. La présence de radicaux et de réactions chimiques, dans des liquides traités dans des réacteurs ultrasoniques produisant de la cavitation acoustique, a été largement démontrée et est connue sous le nom de sonochimie. Mais par ailleurs, le nombre de publications consacrées aux réactions chimiques provoquées par la cavitation hydrodynamique dans un écoulement est plus limité. La plupart de ces articles exposent des résultats qualitatifs et des tentatives empiriques visant à accroître une efficacité intrinsèquement faible. Comme la physique de l’effondrement d’une bulle dans un écoulement est plus complexe que celle d’une bulle excitée à une fréquence acoustique fixe, on supposait jusqu’à présent que la cavitation hydrodynamique était intrinsèquement incapable de produire des radicaux avec un rendement significatif. Cependant, de nouvelles démarches ont été récemment suivies pour évoluer vers des mesures quantitatives, afin de savoir si la cavitation hydrodynamique pouvait devenir, ou pas, un processus fiable pour le traitement des eaux usées. Cette brève revue souligne les progrès récents qui ont permis d’obtenir des preuves expérimentales de la production de radicaux en cavitation hydrodynamique, et sur les futures orientations à suivre.