Nageurs et petits bateaux sur l'eau

Conférence expérimentale du 18 janvier 2010 par Jean-Christophe Loudet et Bernard Pouligny, CRPP-CNRS Pessac

Contrairement aux idées reçues, il est facile de marcher sur l'eau… ilsuffit d'être petit. On peut faire la planche sans aucun mouvement, et mêmenaviguer presque sans effort.  Ces performances paradoxales  serontillustrées par quelques exemples tirés de la nature ou d'expériences delaboratoire avec des petits objets allongés. On montrera les origines physiquesde ces effets, qui tous impliquent des lignes de contact non planes. Comment secomportent de petits objets solides flottant à la surface d’un liquide ?Suivant leur taille, poids ou forme, une grande variété de phénomènes peut êtremise en évidence. Les objets peuvent s’attirer les uns les autres ou aucontraire se repousser, s’assembler pour former des structures avec desgéométries bien définies.

En effectuant des expériences très simples, en direct ou illustrées par desvidéos, toutes les notions nécessaires sont introduites qui permettentd’expliquer les origines physiques de quelques comportements observés dans lanature et en laboratoire. Les interactions capillaires jouent rôle majeur, cesont des interactions médiées par les déformations de la surface liquide dansle voisinage des petits corps flottants.

En considérant des objets bien plus petits que le millimètre, typiquementde quelques micromètres, les effets de la gravité peuvent être négligés.Néanmoins, les objets peuvent toujours s’attirer ou se repousser entre eux.Pourquoi ? Dans ce cas, la forme des objets est cruciale et les lignes decontact deviennent non planes. Des expériences modèles effectuées enlaboratoire sont décrites.

Au-delà de la curiosité scientifique, les résultats de ces observationspeuvent également présenter un intérêt pour expliquer, en partie, lesmécanismes de transport au sein même des membranes cellulaires. Quelquesprécisions sont données à ce sujet.