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Pourquoi la glace glisse si bien ?
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Pourquoi la glace glisse si bien ?

Le caractère « glissant » de la glace est généralement attribué à la formation d'une mince couche d'eau liquide générée par frottement, ce qui permettrait par exemple à un patin de « surfer » sur ce film liquide. Les propriétés de cette mince couche d’eau n’avaient jamais pu être mesurées : son épaisseur restait largement inconnue et ses propriétés, voire son existence même, restaient l’objet de débats. De plus, l’eau liquide étant connue pour être un mauvais lubrifiant, comment ce film liquide pouvait-il baisser la friction et rendre la glace glissante ?

Pour résoudre ce paradoxe, des chercheurs et chercheuses du Laboratoire de physique de l’ENS (CNRS/ENS-PSL /Sorbonne Université/Université de Paris), en collaboration avec une équipe du Laboratoire d’hydrodynamique (LadHyX, CNRS/École polytechnique), ont mis au point un dispositif, utilisant un diapason, similaire à ceux utilisé en musique, qui permet « d’écouter » les forces à l’œuvre dans le glissement de la glace, avec une précision remarquable. En effet, malgré la taille centimétrique de l’instrument, sa sensibilité est telle qu’il est possible de sonder la glace et d’analyser les propriétés de frottement à l’échelle nanométrique.

Grâce à leur dispositif unique, les scientifiques ont pour la première fois démontré sans ambiguïté qu’un frottement génère effectivement un film d’eau liquide. Ce film réserve cependant plusieurs surprises : avec une épaisseur mesurée de quelques centaines de nanomètres à un micron, soit un centième de l’épaisseur d’un cheveu, il est beaucoup plus mince que ce que suggéraient les estimations théoriques. Et de façon plus inattendue, ce film est loin d'être de l’« eau simple » : il est constitué d’une eau aussi visqueuse que de l’huile, avec des propriétés viscoélastiques complexes. Ce comportement inattendu suggère que la glace de surface ne se transforme pas complètement en eau liquide, mais se retrouve plutôt dans un état mixte proche du « granité », un mélange d’eau glacée et de glace pilée. Le mystère de la glisse sur la glace réside ainsi dans la nature « gluante » de ce film d’eau.

Ces résultats montrent qu’il faut complètement remettre à plat les descriptions théoriques qui ont été proposées jusqu’ici pour décrire le frottement sur la glace. Les propriétés anormales de l’eau fondue sont un paramètre clef qui n’a jamais été pris en compte jusqu’à maintenant. Non seulement cela permettra de mieux appréhender la glisse sur la glace, pour les sports d’hiver par exemple, mais aussi de suggérer des solutions innovantes pour augmenter la friction, afin d’éviter les dérapages sur les routes glacées.


Source : CNRS
Crédit :  Scott Rodgerson on Unsplash

Pourquoi la glace glisse si bien ? Actualités

Pourquoi la glace glisse si bien ?

Le caractère « glissant » de la glace est généralement attribué à la formation d'une mince couche d'eau liquide générée par frottement, ce qui permettrait par exemple à un patin de « surfer » sur ce film liquide. Les propriétés de cette mince couche d’eau n’avaient jamais pu être mesurées : son épaisseur restait largement inconnue et ses propriétés, voire son existence même, restaient l’objet de débats. De plus, l’eau liquide étant connue pour être un mauvais lubrifiant, comment ce film liquide pouvait-il baisser la friction et rendre la glace glissante ?

Pour résoudre ce paradoxe, des chercheurs et chercheuses du Laboratoire de physique de l’ENS (CNRS/ENS-PSL /Sorbonne Université/Université de Paris), en collaboration avec une équipe du Laboratoire d’hydrodynamique (LadHyX, CNRS/École polytechnique), ont mis au point un dispositif, utilisant un diapason, similaire à ceux utilisé en musique, qui permet « d’écouter » les forces à l’œuvre dans le glissement de la glace, avec une précision remarquable. En effet, malgré la taille centimétrique de l’instrument, sa sensibilité est telle qu’il est possible de sonder la glace et d’analyser les propriétés de frottement à l’échelle nanométrique.

Grâce à leur dispositif unique, les scientifiques ont pour la première fois démontré sans ambiguïté qu’un frottement génère effectivement un film d’eau liquide. Ce film réserve cependant plusieurs surprises : avec une épaisseur mesurée de quelques centaines de nanomètres à un micron, soit un centième de l’épaisseur d’un cheveu, il est beaucoup plus mince que ce que suggéraient les estimations théoriques. Et de façon plus inattendue, ce film est loin d'être de l’« eau simple » : il est constitué d’une eau aussi visqueuse que de l’huile, avec des propriétés viscoélastiques complexes. Ce comportement inattendu suggère que la glace de surface ne se transforme pas complètement en eau liquide, mais se retrouve plutôt dans un état mixte proche du « granité », un mélange d’eau glacée et de glace pilée. Le mystère de la glisse sur la glace réside ainsi dans la nature « gluante » de ce film d’eau.

Ces résultats montrent qu’il faut complètement remettre à plat les descriptions théoriques qui ont été proposées jusqu’ici pour décrire le frottement sur la glace. Les propriétés anormales de l’eau fondue sont un paramètre clef qui n’a jamais été pris en compte jusqu’à maintenant. Non seulement cela permettra de mieux appréhender la glisse sur la glace, pour les sports d’hiver par exemple, mais aussi de suggérer des solutions innovantes pour augmenter la friction, afin d’éviter les dérapages sur les routes glacées.


Source : CNRS
Crédit :  Scott Rodgerson on Unsplash

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .


22 - Côtes d'Armor

Du 22 janvier au 12 mars

ATELIERS PEINTURE

"Aquarelle" avec Fanny Dreveau - Samedis 22 Janvier et 19 février de 10h à 16h30h
"Peinture à l'huile et clair-obscur" avec Jos Van de Ven - Vendredis 28 Janvier et 4 Mars de 10h à 16h30
"Calligraphie chinoise et abstraction" avec Sophie Deliss - Samedis 5 Février et 12 Mars de 10h à 16h30
"ARTIS" Arts Plastiques avec Claire Amossé - Samedis 12 Février et 5 Mars de 10h à 16H30

Pôle de l'Étang-Neuf
Musée de la Résistance en Argoat
22480 Saint-Connan
02 96 47 17 66
www.etangneufbretagne.com


34 - Hérault

Jusqu'au 27 mars 2022

EXPOSITION
"JEAN-FRANCIS AUBURTIN, UN ÂGE D'OR"

Jean-Francis Auburtin (1866-1930) s’inscrit dans la longue procession des peintres sur le motif : Delacroix, Courbet, Boudin, Jongkind, Monet...
En une centaine d'œuvres, le Musée de Lodève propose une rétrospective de ce peintre à redécouvrir.

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


39 - Jura

Jusqu'au 15 mars

EXPOSITION
"FRONTIÈRES DE SEL"

Reproductions d’objets, contenus numériques, vidéos et extraits sonores, archives inédites vous dévoileront tous les secrets du commerce du sel.
Une part belle sera également faite aux métiers de la restauration et du patrimoine avec la présentation en timelapse du travail de l’atelier Lythos, qui a réalisé un fac-similé de la borne destiné à être replacé sur le lieu de découverte à Montigny-les-Arsures.

La Grande Saline
3 place des salines
39110 Salins-les-Bains
03 84 73 10 92
www.salinesdesalins.com


71 - Saône et Loire

Le 16 février

ATELIERS
"BRICO RECUP"

Réutiliser, récupérer, créer, s’amuser… Voilà le programme de notre atelier récup’ où nous transformerons rouleaux de papier toilette, boîtes à œufs et bouteilles plastique en petits animaux et autres petits bricolages rigolos à emporter à la maison. A partir de 6 ans. De 14 h à 16 h .

Centre EDEN
26 rue de l’Eglise
71290 Cuisery
03 85 27 08 00
www.centre-eden71.fr


Le 23 février

ATELIERS
"NICHOIRS ET CIE"

Présentation de nichoirs, conseil sur leur fabrication et leur installation. Assemblage d’un modèle en salle (choix à faire parmi 3 références). Tout public, enfants à partir de 9 ans. Dd 14 h à 16 h 30.

Centre EDEN
26 rue de l’Eglise
71290 Cuisery
03 85 27 08 00
www.centre-eden71.fr


88 - Vosges

Du 5 février au 18 septembre  

EXPOSITION
"POSADA, GENIE DE LA GRAVURE"

Cette exposition, première rétrospective en France de l’œuvre de José Guadalupe Posada (1852-1913) nous permet d’admirer l’inventivité et la dextérité d’un des grands maîtres de la gravure internationale qui a délaissé une carrière toute tracée pour mettre son talent au service de la presse populaire : illustrations de faits divers, contes, chansons... et les fameuses Calaveras.

Musée de l'Image
42 quai de Dogneville
88000 Épinal
03 29 81 48 30
https://museedelimage.fr

Lieux:

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