Quand j’étais enfant, ma mère me donnait parfois à mes frères plus jeunes et à moi une grande baignoire d’oobleck, nous disant d’aller jouer dehors et faire un gâchis.

L’Oobleck est une substance blanche laiteuse et brillante connue sous le nom de fluide non newtonien. Il coule comme de la peinture épaisse lorsque vous le versez, mais écrasez votre main sur sa surface et il forme une peau dure. Serrez-en dans votre paume et cela formera une boule dure. Mais à la seconde où vous le relâchez, oobleck coule sur vos doigts dans une boue. C’est dégueulasse, c’est amusant, et n’importe quel enfant sera pris dans sa capacité magique à basculer entre un solide et un liquide.

Oobleck est en fait un mélange assez simple de fécule de maïs et d’eau. Son nom commun (que j’ai appris plus tard n’est pas ce que tous les enfants l’appellent) vient d’une histoire du Dr Seuss, Bartholomew et l’Oobleck, où le souhait d’un jeune garçon d’autre chose que la pluie ou la neige tombe du ciel est exaucé. Les personnages du livre de Seuss doivent bientôt être sauvés de cette nouvelle forme de précipitation collante, mais oobleck dans la vie réelle est beaucoup plus bénin et scientifiquement intéressant.

Seuls, les vieilles eaux ennuyeuses et la fécule de maïs ne semblent pas pouvoir créer un produit aussi intéressant. Mais rassemblez-les et ils forment un fluide non newtonien. Pour vraiment comprendre ces matériaux, nous avons besoin d’une certaine connaissance de leur contraire – c’est-à-dire un fluide newtonien.

Le polymathe britannique et héros des Lumières Isaac Newton a étudié beaucoup de choses: optique, gravité, vagues, mathématiques, astronomie, histoire, religion et alchimie, etc. Ensuite, pendant son temps libre, il a étudié la façon dont les liquides s’écoulent et a ainsi obtenu toute une branche de la dynamique des fluides nommée en son honneur. Newton a observé comment les liquides courants, tels que l’eau, coulent de la même manière, quelle que soit la quantité de stress à laquelle vous les soumettez. Poussez un bâton d’agitation dans une tasse d’eau et faites-le tourner. La viscosité de l’eau – à quel point sa consistance est lisse ou collante – reste la même.

Assez simple, oui? De nombreux liquides avec lesquels nous interagissons régulièrement fonctionnent de cette façon: des choses comme l’eau, le lait, l’huile ou le jus. Mais il y a aussi beaucoup de fluides courants qui ne le font pas. Ce sont des fluides non newtoniens; des substances dont la viscosité change en fonction de la pression que vous leur appliquez.

Par exemple, renversez une baignoire de yogourt épais à l’envers et elle suintera lentement. Mais secouez d’abord le yogourt pendant un moment et sa viscosité diminuera, ce qui lui permettra de verser beaucoup plus facilement. Des choses comme le dentifrice, le revitalisant et le ketchup en sont un autre exemple. Ils sont généralement assis comme une crème au fond de leur récipient. Ils sont collants, leur viscosité est élevée. Mais de telles substances ont juste besoin d’un coup de pied pour s’écouler. Vous devez fournir suffisamment de force pour surmonter le frottement interne qui les maintient immobiles, par exemple en leur donnant une compression, ce qui réduit leur viscosité. Ils peuvent ensuite être facilement extrudés à partir d’un tube, d’une bouteille ou d’un paquet.

Lorsque vous mélangez de la fécule de maïs dans de l’eau, les grains féculents deviennent en suspension dans le liquide, créant une substance aux capacités étranges non newtoniennes. Lorsque vous appliquez une pression sur oobleck, cela fonctionne à l’opposé des exemples précédents: le liquide devient plus visqueux, pas moins. Aux endroits où vous appliquez de la force, les particules de fécule de maïs sont écrasées ensemble, emprisonnant les molécules d’eau entre elles, et oobleck se transforme temporairement en un matériau semi-solide. Cette force peut être n’importe quoi, y compris les vibrations sonores des haut-parleurs de musique ou un récipient qui tremble rapidement, comme dans la vidéo en haut de cet article.

Cette expérience particulière met vraiment en évidence l’étrangeté d’oobleck. Le plat vibrant crée des vagues de Faraday cahoteuses dans le liquide. Une bouffée d’air introduite dans ce système crée un trou dans l’oobleck qui traîne juste, ne disparaissant pas comme vous vous en doutez. Accélérez les vibrations et le trou se transformera en une masse qui se tord lentement sur toute la surface de l’oobleck. Je ne sais pas pour vous, mais je ne peux pas regarder cette vidéo sans que certaines alarmes WTF internes se déclenchent.

Bien sûr, la force la plus célèbre appliquée à oobleck est le poids d’une personne claquant le pied alors qu’elle court sur une cuve remplie de la substance. Vous pouvez trouver de nombreuses vidéos sur Youtube de personnes répétant cet exploit incroyable, y compris celle ci-dessus. Ce ne sont pas seulement les petits enfants, les étudiants et les téléspectateurs d’Ellen qui sont impressionnés. Expliquer toutes les propriétés d’oobleck fait en fait l’objet d’investigations scientifiques sérieuses.

En 2012, des chercheurs de l’Université de Chicago ont publié un article dans lequel ils décrivaient la batterie d’expériences qu’ils ont effectuées sur oobleck (vous pouvez regarder une vidéo de leurs tests ci-dessous). Il est difficile de ne pas être impressionné par toute la science que ces gars font sur des trucs bizarres avec lesquels je jouais quand j’étais enfant: les lasers! Des caméras à grande vitesse ! Machines à rayons X ! Leur labo a tout ce qu’il faut.

Après avoir mesuré toutes les forces et déformations impliquées à l’intérieur d’oobleck, les chercheurs pensent savoir comment il est capable de générer le support pour des tours de fête de type messie. Si vous frappez oobleck fort et rapidement, les particules de fécule de maïs sont poussées ensemble, se regroupant comme de la neige devant un chasse-neige. Cela crée une colonne quasi-solide juste en dessous de votre pied, qui peut supporter votre poids. Mais si vous arrêtez de bouger, vous arrêtez d’appliquer de la force et l’oobleck revient à l’état liquide.

C’est assez intuitif. Mais de nombreux mystères restent en fait avec oobleck. Les chercheurs ne connaissent toujours pas tous les détails, tels que si les particules de fécule de maïs se touchent réellement, ce qui les pousse à s’écarter après la suppression de la pression et comment différentes tailles de grains affecteraient ce que fait l’oobleck. Ce dernier point est important car certains ingénieurs souhaiteraient créer de nouvelles substances aux caractéristiques semblables à celles d’oobleck. Ceux-ci pourraient être bons pour absorber des impacts énormes, trouver des utilisations dans des gilets pare-balles ou des coussins qui se gonflent lors d’un accident de voiture.

Je pense qu’en fin de compte, la morale de l’histoire est la suivante: Parents, laissez vos enfants jouer avec des fluides non newtoniens. Ils vont grandir pour créer des dispositifs de sauvetage, ou au moins écrire à leur sujet sur Internet.