Plouf ou plop ?

Publié par Michel le 22/03/2007 à 00:00
Source: CNRS
Illustration: © L. Bocquet - CNRS 2007
Quoi de plus banal que le "plouf" que l'on entend lorsque l'on jette un caillou dans l'eau, souvent associé à des éclaboussures. Mais parfois, au lieu d'un plouf, on entend juste un petit "plop", et le caillou coule presque sans déranger la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...).

Qu'est ce qui distingue ces deux cas ? Les chercheurs du laboratoire de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état...) condensée et nanostructures (CNRS/ Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) Lyon 1) ont montré que la vitesse (On distingue :) d'impact du caillou doit dépasser un certain seuil pour que l'on entende un plouf, produit par la fermeture (Le terme fermeture renvoie à :) de la cavité de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser...) entraîné lorsque le caillou pénètre dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.). Jusque là, rien de très surprenant.


Le plop (à gauche) et le plouf (à droite): la seule différence entre ces deux cas
est l'état de surface des billes, qui arrivent à la surface à la même vitesse

Le point (Graphie) le plus remarquable de leur travail est ailleurs, à savoir que la valeur du seuil de vitesse dépend de l'état de surface du caillou. En d'autres termes, une bille hydrophile (qui attire l'eau), par exemple une bille de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de silicium (silice SiO2) et de fondants,...) parfaitement polie, ne fait qu'un petit plop, même à grande vitesse, alors qu'une bille hydrophobe (Un composé est dit hydrophobe (du grec υδρο, hydro = eau, et Φοβοσ, phóbos = peur) ou lipophile quand il est soluble dans les corps gras, mais insoluble dans l'eau.) (qui repousse l'eau), par exemple une bille recouverte d'un revêtement de silane, de quelques nanomètres d'épaisseur, produit un gros plouf quelle que soit la vitesse d'impact. Les chercheurs ont fait l'expérience avec deux billes, dans les mêmes conditions de vitesse (voir la figure).

Ainsi, les caractéristiques des impacts sont contrôlables par des modifications à l'échelle moléculaire de la surface de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une...) solide. Que de tels détails microscopiques déterminent des phénomènes macroscopiques était inattendu, car cela va à l'encontre des explications qui prévalaient jusqu'ici en physique pour décrire ces phénomènes. Etre capable de contrôler la formation de cavités d'air, surtout quand elles sont indésirables, comme lorsque les navires fendent les vagues, devrait s'avérer utile.

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