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Par Yohan Demeure
20 mai 2017, 11 h 24 min
L’eau et la Maïzena donnent un mélange plus solide que liquide. Comment fonctionne le mécanisme en question ? La réponse est donnée par des physiciens français !
Pourquoi ne pas tenter l’expérience ? Mélangez de l’eau tiède et de la Maïzena (amidon de maïs) dans un bol jusqu’à obtenir un résultat homogène. Cette matière, davantage solide que liquide, a des propriétés plutôt étonnantes. En effet, lorsque l’on y enfonce doucement un doigt, celui-ci y pénètre facilement. En revanche, si l’on tape assez violemment sur le liquide, celui-ci affiche une certaine résistance au choc.
Il s’avère qu’il existe des fluides qui changent leur résistance en fonction de l’intensité de la force exercée et le mélange eau-Maïzena en fait partie. Les scientifiques, depuis longtemps passionnés par le sujet, ont donné un nom à la science étudiant ce phénomène : la rhéologie.
Des scientifiques du CNRS et de l’Université Aix-Marseille pensent avoir entièrement compris le mécanisme régissant le « rhéoépaississement » qu’ils expliquent dans une publication dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences le 1er mai 2017 et relayé dans un communiqué du CNRS.
« Jusqu’à présent, plusieurs explications étaient évoquées pour expliquer ce phénomène. Mais il fallut attendre 2013 et une série d’articles théoriques pour qu’émerge un nouveau scénario impliquant l’existence de forces répulsives », indique Bloen Metzger qui a codirigé de l’étude.
Le secret se trouverait dans les forces répulsives de courte portée et le frottement entre les particules. À la base, les particules restent à distance, mais après avoir accusé un choc, ces dernières se rapprochent et se frottent entre elles puis changent la structure du liquide en le rendant plus solide (voir schéma ci-dessous).
Et pourtant, selon les chercheurs, « rien ne distingue un grain de maïzena d’un grain de semoule ou de sable, si ce n’est sa taille ». En effet, la différence se trouve principalement dans sa physico-chimie de surface capable de générer des forces répulsives. La taille est également importante puisqu’à cette échelle, ces mêmes forces sont suffisantes pour maintenir la distance et éviter tout contact.
Côté application, il y a la piscine sur laquelle il est possible de se déplacer en marchant dessus (voir vidéo), mais il est possible de penser à d’autres usages. Pourquoi ne pas imaginer une veste de moto souple qui se durcirait sous l’effet d’un choc et protégerait le pilote ? Il s’avère que l’armée américaine étudie déjà le fluide dans le cadre de la confection de gilets pare-balles également efficaces contre les armes blanches. Ce fameux gilet est composé non pas de Maïzena, mais de billes de silice ayant les mêmes propriétés.
En 2014, un fluide du même type avait fait sensation à Kuala Lumpur lors d’un événement public :
Vidéo du 7 janvier 2014
Cliquer sur l’image pour voir la vidéo.
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