Le verre, cet inconnu

9 mai 2011

Le verre est un étrange état de la matière. On entend parfois qu’il s’agit d’un liquide extrêmement visqueux, mais il est un peu plus que cela.

Pour comprendre une partie de son secret, il ne faut pas seulement regarder ses propriétés physiques, mais aussi la manière dont il est fabriqué.

Les états de la matière

Comme on l’apprend à l’école, il existe essentiellement trois états de la matière : les solides, les liquides et les gaz. La caractéristique distinctive des solides est que ce sont des cristaux : quand on les regarde à l’échelle atomique, ils révèlent une structure ordonnée, où les atomes sont disposés en réseau cristallin.

L’image ci-contre montre la structure cristalline du quartz (SiO2). Chaque atome de silicium (en bleu) y est lié avec 4 atomes d’oxygène (en rouge), selon un motif périodique.

La structure cristalline ordonnée des solides contraste avec la situation des liquides et des gaz, qui sont des états désordonnés. Au niveau microscopique, les molécules qui les composent sont distribuées de manière aléatoire, et pour cause elles n’arrêtent pas de bouger !

La structure du verre

Le verre de nos vitres et de nos bouteilles est un matériau solide, on peut donc penser qu’il possède lui aussi une structure cristalline. Mais si on le regarde à l’échelle microscopique, ça n’est pas le cas ! Les atomes qui le composent sont distribués de manière totalement désordonnée, comme dans un liquide. Et pourtant ces atomes sont bien figés et immobiles, comme dans un solide. On dit que le verre est un solide amorphe. Lire la suite »


Jésus et la Maïzena

19 novembre 2010

Si vous aimez un peu la cuisine ou les patouilles, vous avez très certainement une notion intuitive de ce qu’est la viscosité d’un fluide. L’eau est plus visqueuse que l’air, le sirop de canne est plus visqueux que l’eau, le miel est plus visqueux que le sirop de canne, etc.

Mesurer la viscosité

Une manière de quantifier la viscosité d’un liquide, c’est d’essayer de le touiller à une certaine vitesse, et de regarder la résistance qu’il oppose. En pratique si on trace la résistance au touillage en fonction de la vitesse de touillage. on obtient des courbes de ce genre là :

Pour ces fluides simples, la résistance au touillage est proportionnelle à la vitesse de touillage et le coefficient de proportionnalité n’est autre que la viscosité.

Viscosité = Résistance / Vitesse

Quand la résistance est proportionnelle à la vitesse, la viscosité est constante, et les fluides sont appelés fluides newtoniens. Lire la suite »


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