Liquide non-newtonien ( Vacances hiver - Expérience n° 5)

Nous avons fabriqué un liquide dont le comportement n'est pas celui des autres liquides : il s'agit d'un liquide dit non-newtonien, dont la viscosité dépend de la vitesse de manipulation. Le tout avec 2 ingrédients que tout le monde a dans sa cuisine : de l'eau et la fécule de maïs.

Il faut :

- récipient

- fourchette

- fécule de maïs (=  Maïzena, par exemple)

- eau

Il s'agit de mélanger de la fécule et de l'eau afin d'obtenir un liquide épais mais sans grumeaux. Si le mélange obtenu est trop épais, rajoutez de l'eau et inversement, s'il est trop liquide, rajoutez de la fécule. On doit obtenir un mélange tel que si on penche le récipient lentement vers le côté, le liquide coule vers ce côté (logique). Si on secoue latéralement et rapidement le récipient, des ridules doivent apparaître en surface et le liquide ne doit pas éclabousser, comme s'il se figeait.

Expérience :

Si l'on plonge son doigt ou un objet doucement dans le liquide, celui-ci se comporte comme on s'y attend : le doigt ou l'objet pénètre dans le liquide et s'enfonce.

Si on tape violemment, du poing ou avec un objet à la surface du liquide, celui-ci semble solide : l'objet ou la main ne s'enfonce pas.

Une vidéo étant plus parlante que des photos, voilà notre petit film (on n'a pas pu trop filmer, on s'amusait trop!) : 

Autre expérience : faire une boule avec le liquide (ne jamais ralentir la cadence, toujours manipuler rapidement le mélange fécule/eau dans ses mains) puis s'arrêter : la boule redevient liquide et s'écoule entre vos doigts. Nous avons essayé mais c'est très sportif, mine de rien! Et impossible de filmer car le mouvement des mains est trop rapide!

Le petit  : Pour les plus téméraires (et qui ont du carrelage et un mur auquel ils ne tiennent pas vraiment) : on peut jeter brusquement le contenu du récipient contre un mur : le liquide ne va pas s'étaler sur le mur mais rebondir, à la façon d'un solide, puis tomber et couler sur le sol.

Une vidéo étant plus parlante que des photos, voilà notre petit film du liquide lancé sur un mur : 

... ah ah ah, non, je plaisantais.

Explications (source : David Larousserie, Sciences & Avenir) 

Les molécules de Maïzena (de la famille des polysaccharides) s’agglomèrent pour former des grains de quelques micromètres de diamètre. L’eau s’intercale entre les grains.  Sans contrainte, ces derniers roulent facilement les uns sur les autres : le mélange est fluide. Dès qu’une force est appliquée, l’eau est chassée des interstices et les grains ont alors moins de place pour se déplacer. Comme dans un bouchon routier, l’écoulement est interrompu : la matière paraît solide. Un effet analogue se produit lorsqu’on marche sur du sable mouillé : le pied « assèche » le sable. On dit alors que le mélange est rhéo-épaississant car sa viscosité dépend des forces appliquées.

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