Pour commencer, je dois dire que j'en avais aucune idée au moment ou j'ai découvert une vidéo amusante sur des gens qui marchent sur l'eau... en fait c'est plutôt un fluide non newtonien.
Puis je me suis posé plein de questions et j'ai fais des recherches. Voici une définition: les fluides non newtoniens sont des substances aux propriétés physiques et chimiques étonnantes. Sous l’apparence de fluides presque aussi liquides que l'eau, ce type de fluide a la particularité de devenir solide quand on y exerce une pression rapide et forte... donc il faut de la vitesse et de la force.
Puis j'apprends que des recherches en physique sont fait sur le caractère mécanique des ces fluides... on appelle ça la rhéologie...
Comment faire un fluide non newtonien chez soi ? Facile...
Dernière édition par un modérateur: 12. La question est d'imaginer comment on peut utiliser ce concept dans la vie concrète... Je pense qu'en matière de sécurité il y aurait des débouchés... comme par exemple des protections pour les motards, les cyclistes... voir même une nouvelle génération de pare-chocs pour les voitures et les camions...
Dernière édition par un modérateur: 13. La question est d'imaginer comment on peut utiliser ce concept dans la vie concrète... Je pense qu'en matière de sécurité il y aurait des débouchés... comme par exemple des protections pour les motards, les cyclistes... voir même une nouvelle génération de pare-chocs pour les voitures et les camions...
D'après mes recherches il semblerait que les matériaux non newtonien sont capables d'absorber les chocs... Pour les pare-chocs je pense que c'est toujours valide puisque tout dépend de l'épaisseur de la matière non newtonien, ça absorberait une grande partie du choc...
Experience fascinante! je connais ces substances... c'est utilisé dans les protections... notamment dans les blousons de motards et formule 1.
Je pense que la meilleure utilisation reste à se prendre pour Jésus. Il a surement dû très bien les maîtriser à l'époque, prenant soin de marcher sur des fluides non newtoniens afin de faire croire à un miracle, alors que c'était juste de la science.
Si tu marches sur un fluide non newtonien tu coules dans le fluide... c'est comme du sable mouvant... Pour ne pas couler... Voila...
Puis j'apprends que des recherches en physique sont faites sur le caractère mécanique de ces fluides... on appelle ça la rhéologie... Je me souviens d'avoir vu un reportage où l'expérience était de lâcher un œuf sur un revêtement d'un centimètre d'épaisseur environ depuis le 4e étage d'un bâtiment.
A propos des liquides visqueux, je ne sais pas si ça rentre dans ta catégorie des liquides non newtoniens ou pas, connais-tu l'expérience de la goutte de poix ?
La bibliothèque vous propose des activités amusantes, surprenantes et intelligentes à réaliser entre enfants et adultes. Mélangée à un peu d'eau, la fécule de maïs a des propriétés étonnantes ! Comme les sables mouvants, ce mélange d'eau et de fécule de maïs s'appelle un matériau granulaire (des grains + de l'eau).
Un sable mouvant est composé de sable, d'argile et d'eau. Quand on exerce une force dessus (avec son propre poids), une partie du sable et de l'argile est poussée vers le fond, et la surface devient donc plus fluide : on s'enfonce alors dedans.
Dans le cas de la maïzena, quand on exerce une force dessus, cela "chasse" l'eau et les particules de maïzena se rapprochent jusqu'à ce que le mélange devienne solide. Dès qu'on arrête d'appliquer cette force, le mélange redevient homogène, et donc fluide.
Le fluide que vous obtenez ainsi doit être assez liquide au repos, mais si vous commencez à le manipuler et à le triturer, il se viscosifie ! Vous pouvez ainsi pétrir une forme qui a l’air à peu près solide, et dès que vous vous arrêtez, elle se met à couler.
Pour des choses encore plus drôles, on peut verser un peu de ce « liquide » sur un haut-parleur et envoyer du son à fréquence assez basse (environ 50 Hz). Et pour aller encore plus loin, vous avez pu voir sur la première vidéo que si on essaye de taper violemment sur la surface du liquide, aucune goutte n’est projetée car celle-ci se solidifie instantanément sous l’effet du choc.
Le cadre scientifique des fluides non-newtoniens
Dans l'eau et ses multiples formes fascinantes, les fluides non-newtoniens se distinguent des fluides newtoniens par une viscosité qui varie avec la vitesse d’écoulement et les contraintes appliquées. Si les fluides newtoniens présentent une viscosité constante, les fluides non-newtoniens voient leur viscosité varier en fonction de leur vitesse d'écoulement et des contraintes qu'ils subissent.
Le cadre de rhéologie étudie la déformation et l'écoulement de la matière sous l'effet des contraintes qui lui sont appliquées. On remarque les fluides dits non-newtoniens lorsque la relation entre cisaillement et force ne suit pas une proportionnalité simple.
Dans le cas de la fécule de maïs, la viscosité augmente quand le cisaillement croît. Deux approches pour microscopie des mécanismes ont été proposées: les « hydroclusters » dans les colloïdes et les frottements entre particules dans les suspensions granulaires. John Royer et ses collègues ont montré que les deux approches sont complémentaires et valables selon le système étudié.
Expériences et mécanismes
Une manière de quantifier la viscosité d’un liquide est de le touiller à différentes vitesses et d’observer la résistance opposée. Cette résistance croissante avec la vitesse explique le comportement non-newtonien de la maïzena mélangée à l’eau.
Les images et vidéos populaires montrent que, lorsque l’on applique une contrainte rapide, le mélange s’opacifie et devient solide localement, ce qui permet de « courir sur l’eau » dans une piscine remplie de ce mélange. Le calcul des mécanismes microscopiques continue à être débattu, mais les résultats expérimentaux soutiennent l’idée que les microstructures et les interactions particulaires jouent un rôle clé.
Applications pratiques et curiosités
Les fluides non-newtoniens permettent de faire des choses utiles et amusantes. Avec la maïzena, cela peut être beaucoup plus fun. Le fluide obtenu est assez liquide au repos, mais devient visqueux lorsqu’on le manipule rapidement, ce qui permet de fabriquer des formes qui semblent solides puis de les faire revenir à l’état fluide en arrêtant l’application de la force.
Pour des expériences plus spectaculaires, verser ce mélange sur un haut-parleur et émettre des fréquences basses peut générer des effets intéressants. En touillant rapidement, on observe une augmentation de la résistance, alors que le mélange redevient fluide à faible vitesse.
