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Emission du 22 septembre 1998 | |
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Solide ou
liquide ?Nous sommes à Orsay, à l'université Paris sud. Ce
bâtiment abrite un laboratoire de physique moléculaire du CNRS. C'est ici que nous avons
rencontré un physicien roumain, qui dans le cadre d'une collaboration entre le CNRS et
l'Institut de physique atomique de Bucarest, étudie les effets de l'électricité sur
certains fluides.
Mihai Ganciu Je vais vous présenter une petite expérience qui ressemble plutôt à de la magie. On peut retourner ce dispositif, le fluide tient toujours... Cette expérience me plait particulierement parce qu'il y a une dimension artistique. C'est un grand plaisir de mélanger les couleurs... Pour cette petite magie de physico-chimie, il suffit d'un peu d'huile comestible, d'amidon, et de quelques additifs colorants utilisés dans la peinture à l'huile. Tout cela peut être obtenu pour moins de 100 francs dans n'importe quel magasin. Il faut bien mélanger ces deux composants et puis on rajoute une petite quantité de colorant pour obtenir la couleur desirée. Cette experience est basée sur l'influence de l'électricité sur la matière, en particulier sur certains fluides. Elle utilise une source de haute tension de faible puissance, moins de 1 Watt... un fil de cuivre représentant le pôle négatif, une plaque d'aluminium representant le pôle positif. Je vais essayer de vous expliquer brièvement le schéma de notre dispositif. On a une source de haute tension avec un pôle négatif et un pôle positif, le pôle positif est branché à la plaque d'aluminium, le fil de cuivre est branché au pôle négatif ; entre les deux électrodes se trouve le fluide. Qu' est ce qui va se passer dans cette situation ? Ce système va produire une décharge de faible puissance qui va créer une pluie de charges négatives formée principalement d'ions négatifs d'oxygène, qui vont se déposer uniformement à la surface du liquide en créant à l'intérieur de ce fluide un champ suffisamment puissant pour le réorganiser. Les charges négatives déposées à la surface du liquide sont encore attirées par le pôle positif. Elles vont pénétrer en d'autres formes de conduction à l'intérieur du fluide et vont arriver à la surface de l'électrode positive fermant ainsi le courant de faible intensité. Et maintenant afin de démontrer l'importance de la pluie de charges, on peut utiliser une simple feuille de plastique comme parapluie.... Qu'est ce qu'on observe ? A l'endroit où l'on masque la pluie de charges le solide devient liquide, ainsi on contrôle par simple arrêt de la pluie de charges l'état liquide ou solide. Dans ce livre on peut voir une photo prise au microscope électronique d'un mélange d'huile et de granules d'amidon. En l'absence du champ électrique aucune organisation ne peut être vue, la distribution des grains est là, totalement aléatoire. Je vais vous expliquer cela au tableau pour que l'on puisse mieux comprendre ce phénomène. Normalement les granules d'amidon ne sont pas polarisées, compte tenu du fait que les charges négatives sont compensées par des charges positives en l'absence d'un champ électrique externe. Ce qui est intéressant c'est qu'en la présence du champ électrique on observe la formation de chaînes qui conduisent à la solidification du fluide. Afin de visualiser ce que je viens de vous expliquer, je vais faire une petite expérience dans laquelle les granules d'amidon sont remplacées par de simples grains de riz. Et maintenant on observe qu'en appliquant le champ électrique, les grains de riz commencent à bouger, ils se cherchent les uns les autres, se disposent en chaînes puis en piliers jusqu'à former un pseudo solide qui rappelle un peu ce qui se passe avec l'eau qui condense sous la forme de flocons de neige. Que se passe t-il donc lorsque l'on applique le champ électrique? Supposons que l'on ait un pôle positif et un pôle négatif et à l'interieur une particule d'amidon. Les charges négatives sont attirées par le pôle positif et les charges positives sont attirées par le pôle négatif. Dans cette situation on obtient une structure bipôlaire. Cela conduit à l'organisation des granules d'amidon en chaînes, respectant le principe d'attraction entre le pôle positif et le pôle négatif. La structure des chaînes conduit à la solidification de la matière. Supposons que l'on ait une salle contenant une installation à haut risque de contamination. Qu'est ce qui peut se passer dans le cas d'un accident ? Comment pourrions nous empêcher les fuites de matières dangereuses ou mêmes des radiations ? On a préparé un fluide avec des additifs choisis de manière convenable, différents types d'oxydes par exemple qui nous permettent de protéger l'installation en cas d'accident et de boucher les fissures. On laisse donc couler le liquide sur l'installation, à un moment donné on applique le champ électrique et le liquide reste figé à la surface de l'installation. Cette expérience, dont le dispositif est simple et peu coûteux, laisserait donc entrevoir des applications ayant trait à la sécurité des centrales nucléaires.
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| © 1998 ARTE G.E.I.E |