ESPCI web site
Après la diffusion sur France 5 d’une expérience étonnante au cours de laquelle une voiture est soulevée avec deux annuaires aux pages entrelacées, des chercheurs du Laboratoire de physique des solides (CNRS/Université Paris-Sud), du Laboratoire Gulliver (CNRS/ESPCI ParisTech), du Laboratoire de génie des procédés papetiers (CNRS/Grenoble INP) et de l’Université McMaster au Canada se sont attachés à expliquer ce phénomène physique. Ils ont montré que lorsque l’on tire verticalement sur les tranches des annuaires entremêlés, une partie de la force verticale est convertie en une force horizontale qui vient appuyer sur les feuilles.
Les pages restent ensuite accrochées les unes aux autres grâce aux frottements.
Leurs travaux, déjà disponibles sur ArXiv seront publiés en Janvier 2016 dans la revue Physical Review Letters.
Thomas Salez, chercheur CNRS au laboratoire Gulliver à l’ESPCI confie dans un article publié sur Le Monde que l’expérience rendait fous les chercheurs. Si les forces de friction entraient en ligne de compte, comment justifier leur existence dans le cas où les annuaires sont placés à l’horizontal, sans force verticale apparente pour créer ces frictions ?
© Frédéric Restagno et Christophe Poulard.
Gros plan des pages imbriquées. A droite de l’image on distingue les mords qui serrent les pages
La solution est donnée finalement par la géométrie du système : sur les côtés de l’empilement, les feuilles sont inclinées pour rejoindre la reliure ; il existe alors un petit angle qui augmente au fur et à mesure que l’on ajoute des feuilles dans la pile ou que l’on intercale ces dernières plus profondément les unes dans les autres. Ainsi, quand on tire verticalement sur l’ensemble, une partie de la force est convertie en une force horizontale qui vient appuyer sur les feuilles. Les frottements permettent ensuite aux feuilles de rester liées les unes aux autres.
Outre le côté ludique l’expérience "permet de mesurer des frictions à très faible charges, ce qui est très peu étudié" confie Frédéric Restagno, conseiller scientifique de l’émission initiale dans On n’est pas que des cobayes, et co-auteur de l’étude ( Laboratoire de Physique des Solides, CNRS / Université d’Orsay). Les chercheurs envisagent maintenant des applications de leurs travaux, pourquoi pas dans le domaine du biomimétisme.