La vidéo du jour parle d’un sujet auquel j’ai consacré quelques années de vie professionnelle ! J’ai même quelques brevets sur le sujet en tant qu’inventeur ! https://youtu.be/hXvoyKGwFJk Quelques compléments usuels pour ceux qui voudraient creuser un peu plus. Pour faire simple, j’ai traité le quartz comme s’il avait une structure cristalline unique, en fait c’est un peu plus compliqué que ça comme souvent, voilà le genre de diagramme de phase que l’on a On…
Ma nouvelle vidéo traite de l’eau, et de ses propriétés si particulières qui font qu’elle se prête à merveille à accueillir la vie…
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Je dois vous l’avouer, au départ j’avais écrit un script beaucoup plus long pour cette vidéo…et puis j’ai simplifié ! Mon idée était notamment d’expliquer un peu le pourquoi de toute ces propriétés si exotiques. Et la réponse tient en (presque) un seul phénomène : le fait que la molécule d’eau soit polaire.
En cette période festive, j’ai choisi un sujet festif : le champagne !
Il faut dire que les bulles de cette boisson cachent plein de mystères physiques passionnants et pas totalement élucidés. Comme en plus j’ai remarqué que mes billets parlant d’alcool sont systématiquement plus consultés que les autres…
Aujourd’hui donc, nous allons nous intéresser à la naissance d’une bulle de champagne, et voir en quoi les bulles d’un champagne nous renseignent sur sa qualité (ou pas.)
Il est fréquent que l’on compare le son et la lumière. Il est vrai que ce sont tous les deux des phénomènes mettant en jeu des ondes, et qu’ils correspondent à deux de nos cinq sens. Et pourtant leurs principes physiques sont très éloignés, comme en témoigne le fait que la lumière se propage 1 million de fois plus vite que le son.
Malgré des différences fondamentales, il existe un mécanisme étonnant qui permet de convertir le son en lumière : la sonoluminescence.
Ce phénomène peut être mis en évidence en envoyant des ultrasons dans un simple récipient rempli d’eau. Et pourtant il fait intervenir des températures gigantesques que l’on retrouve habituellement plutôt dans les étoiles que dans les salles de TP.
L’an dernier à la même époque, je vous avait présenté un billet tout estival, consacré au trouble du pastis et à la physico-chimie qui se cache derrière. Comme ce billet reste à ce jour l’un des plus lus de ce blog, j’ai décidé d’exploiter le filon de l’apéro et de vous parler des glaçons.
La question du jour : pourquoi est-ce que les glaçons refroidissent votre boisson ? La réponse paraît simple, c’est parce qu’ils sont froids ! … Eh bien non, pas vraiment ! Alors voyons en détail ce qu’il se passe dans votre verre quand vous y glissez des cubes de glace.
Connaissez-vous la structure de la Terre ? Pour ma part, je pensais avoir une idée raisonnable sur cette question, mais je me suis rendu compte en préparant ce billet que quelques unes de mes conceptions étaient totalement fausses !
J’ai aussi été frappé par le nombre de choses que l’on peut apprendre sur ce qu’il y a à l’intérieur de notre planète, alors que contrairement aux héros de Jules Verne, nous n’y avons jamais mis les pieds !
Alors croûte, manteau et noyau : voyons ce que l’on sait actuellement de la structure interne de notre bonne vieille Terre.
Je me dis souvent que j’aurai dû être enseignant. Il se trouve que j’ai choisi une vie de chercheur qui ne me donne que rarement l’opportunité de le faire, mais je saute en général sur toutes les occasions qui se présentent, de la Maternelle au Master ! Il est clair que pour moi le fait de tenir ce blog est une manière de combler ce manque, et d’essayer de transmettre à d’autres mes passions, et le savoir que j’ai eu la chance de recevoir.
J’ai toujours pensé que l’éveil aux sciences était quelque chose d’important, et qu’il devait se faire tôt chez les enfants, car une fois le collège venu, les sciences peuvent malheureusement devenir un repoussoir pour les élèves. C’est vrai que sur ce blog, je suis la plupart du temps bien au delà du niveau primaire (même si je m’efforce de rester autant que possible abordable avec un bagage maximum de lycée.)
Heureusement, une superbe initiative du C@fé des Sciences va me permettre de me donner à fond dans la science pour les jeunes enfants : Kidi’Science ! Il s’agit d’un blog collaboratif, où les blogueurs du C@fé et les dessinateurs de Strip Science peuvent se retrouver pour proposer des billets à destination des plus jeunes. Une occasion parfaite pour moi de parler des quelques expériences que je fais à la maison avec mes enfants (et là je vous rassure, on est au niveau maternelle !). Donc pour aujourd’hui, je vous reproduis le billet que j’ai écrit il y a quelques jours, mais bien sûr je vous encourage à aller le lire directement sur Kidi’Science !
La poix, c’est cette espèce de matière noire gluante et collante dérivée du pétrole (on parle alors de bitume) ou de la résine de certains types de bois. A première vue, la poix ressemble à un solide. Mais en réalité c’est un liquide visqueux … trèèèèès visqueux !
Cette propriété est mise en évidence par la célèbre expérience de la goutte de poix, connue comme l’une des plus longues expériences scientifiques de l’histoire.
Le verre est un étrange état de la matière. On entend parfois qu’il s’agit d’un liquide extrêmement visqueux, mais il est un peu plus que cela.
Pour comprendre une partie de son secret, il ne faut pas seulement regarder ses propriétés physiques, mais aussi la manière dont il est fabriqué.
Comme on l’apprend à l’école, il existe essentiellement trois états de la matière : les solides, les liquides et les gaz. La caractéristique distinctive des solides est que ce sont des cristaux : quand on les regarde à l’échelle atomique, ils révèlent une structure ordonnée, où les atomes sont disposés en réseau cristallin.
L’image ci-contre montre la structure cristalline du quartz (SiO2). Chaque atome de silicium (en bleu) y est lié avec 4 atomes d’oxygène (en rouge), selon un motif périodique.
La structure cristalline ordonnée des solides contraste avec la situation des liquides et des gaz, qui sont des états désordonnés. Au niveau microscopique, les molécules qui les composent sont distribuées de manière aléatoire, et pour cause elles n’arrêtent pas de bouger !
Le verre de nos vitres et de nos bouteilles est un matériau solide, on peut donc penser qu’il possède lui aussi une structure cristalline. Mais si on le regarde à l’échelle microscopique, ça n’est pas le cas ! Les atomes qui le composent sont distribués de manière totalement désordonnée, comme dans un liquide. Et pourtant ces atomes sont bien figés et immobiles, comme dans un solide. On dit que le verre est un solide amorphe.
C’est bien connu, l’eau gèle à 0°C. Ce sont les lois de la thermodynamique qui nous le disent. Et la thermodynamique, c’est une science sérieuse !
Et pourtant dans certains cas, la nature a des réticences à suivre les lois de la thermodynamique : avec quelques précautions, il est ainsi possible de refroidir de l’eau à des températures inférieures à 0°C, sans qu’elle gèle !
Pour réaliser cet exploit, il faut refroidir l’eau très précautionneusement, par exemple dans un extérieur calme ou un congélateur bien isolé des vibrations. Si vous avez de la chance et du doigté, vous pourrez obtenir de l’eau liquide à -15°C ! C’est ce qu’on appelle l’état de surfusion.
L’explication réside dans le fait que même en dessous de 0°C, la réaction de congélation de l’eau ne se déclenche pas spontanément : elle a besoin d’une perturbation pour démarrer. Cette perturbation peut être une vibration, une impureté, un choc, etc.
En revanche, comme nous allons le voir, dès que la solidification a pu démarrer quelque part dans le liquide, elle se comporte comme une réaction en chaîne et se propage rapidement dans tout le volume d’eau disponible.
Rien ne vaut une belle vidéo pour illustrer ça. Youtube en regorge alors ne nous privons pas. Sur celle-ci l’expérimentateur (qui a oublié sa blouse blanche) possède une bouteille d’eau liquide qui a été refroidie en dessous de 0°C.