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En combien de morceaux un ballon éclate-t-il ?

Paris | 2 novembre 2015

Deux chercheurs du laboratoire de physique statistique (LPS, UPMC/CNRS/ENS/Université Paris Diderot) - Sébastien Moulinet et Mokhtar Adda-Bedia - viennent d’expliquer les phénomènes qui régissent l’éclatement des ballons de baudruche.

Ces travaux sont publiés dans la Physical Review Letters et mettent en relief la mise au point de matériaux innovants dont les processus de fragmentation seront maitrisés.

Gonflez modérément un ballon de baudruche (faible tension) et percez-le avec une aiguille, vous obtiendrez deux gros fragments. En revanche, gonflez-le jusqu’à ce qu’il éclate spontanément (forte tension) et vous récolterez des dizaines de lambeaux. Ce processus de fragmentation implique de grandes vitesses de déformation et des échelles de temps courtes entre la rupture initiale et la propagation des fissures. On le retrouve dans tous les types de matériaux, du verre aux métaux, en passant par les roches.

60 000 images seconde

L’explosion d’un ballon en caoutchouc étant simple à filmer au ralenti, il est un parfait modèle pour comprendre cette physique particulière de la fragmentation. Les deux chercheurs du LPS ont donc souhaité identifier et décrire les conditions dans lesquelles chacun des mécanismes d’explosion se produit. Plutôt que d’utiliser des ballons de baudruche, ils ont construit un dispositif dédié permettant de filmer, à des fréquences allant jusqu’à 60 000 images par seconde, l’explosion de feuilles de latex qu’ils gonflent comme des ballons.

Si ces résultats partent d’un questionnement ludique, ils offrent une meilleure compréhension des phénomènes génériques de fragmentation de matériaux soumis à des impacts ou à des explosions. Les chercheurs espèrent ainsi contribuer à la mise au point de matériaux innovants dont les processus de fragmentation seront parfaitement maitrisés.

Chercheur l Sébastien Moulinet l T 01 44 27 73 33 l sebastien.moulinet@lps.ens.fr
Chercheur l Mokhtar Adda-Bedia l T 01 44 32 25 26 l mokhtar.adda-bedia@lps.ens.fr
Presse CNRS l Alexiane Agullo l T 01 44 96 51 51 l alexiane.agullo@cnrs-dir.fr

Pour en savoir plus :

 
Crédits photos : wikimedia commons - Jacques Honvault

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