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C'est solide ou liquide ?

Objectif

Fabriquer à l'aide d'eau et de fécule de pomme de terre, un drôle de "gel" à la fois liquide et solide !!

Mode opératoire

Il suffit de prendre un récipient dans lequel, on verse de la fécule de pomme de terre puis on ajoute de l'eau en remuant jusqu'à obtenir un gel (ni trop solide, ni trop liquide). Lorsqu'on est arrivé à la bonne consistance, vous pouvez prendre votre "gel" dans la main , le malaxer et en faire une boule (solide). mais dès que vous arrêtez de la pétrir, la boule glisse entre vos doigts (liquide). Cet étrange phénomène s'observe également de la façon suivante: essayez d'enfoncer votre doigt dans le gel très rapidement . Vous n'y parviendrez pas, il devient alors solide. Par contre, si vous essayez de l'enfoncer très doucement, il s'enfoncera comme dans tout liquide.

Explications

Le mélange eau + fécule de pomme de terre est appelé en rhéologie un corps ou liquide épaississant. C'est un liquide qui s'épaissit lors du cisaillement ( lors d'une déformation) . Leur viscosité apparente augmente avec le taux de cisaillement (vitesse de déformation).

 

 

Ce type de comportement est beaucoup moins fréquent que les comportements fluidifiants; il est spécifique de dispersions très concentrées comme les solutions d'amidon (notre cas), les sables mouillés compactés et certaines huiles polymériques. Un grand nombre de liquides épaississants est en même temps dilatant, ce qui signifie que soumis à une déformation leur volume augmente.

Il n'existe actuellement aucune théorie satisfaisante pour expliquer ce mécanisme. Mais essayons toutefois une tentative d'explication (pour les liquides dilatants) : Au repos, le volume libre entre les particules est occupée par la phase continue (par exemple l'eau); chaque particule est ainsi enrobée d'une pellicule de solvant qui joue le rôle de lubrifiant. Au fur et à mesure que la vitesse de cisaillement croît, il y gonflement des particules qui sont alors moins bien imbriquées si bien que la phase continue n'est plus capable de combler les vides inter particulaires et d'assurer une bonne lubrification.

Prolongements

Il existe des corps qui au contraire se fluidifient lorsqu'on exerce sur eux une action mécanique et qui reviennent très visqueux au bout d'un certain temps dès qu'on cesse de les agiter. On qualifie ces corps de thixotropes. L'exemple le plus connu est celui des peintures: il faut qu'elles soient suffisamment liquides lorsqu'on les applique avec le pinceau et dès qu'on cesse l'application, elles doivent redevenir assez visqueuses pour ne pas couler.

 

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