Les scientifiques ont r\u00e9solu le myst\u00e8re du ruban adh\u00e9sif Scotch qui grince<\/p>\n
Le ruban adh\u00e9sif Scotch est un produit de base dans les foyers depuis pr\u00e8s d’un si\u00e8cle, mais il rec\u00e8le encore quelques surprises scientifiques. Des chercheurs ont d\u00e9couvert que le grincement \u00e9mis lorsqu’on d\u00e9colle rapidement du ruban adh\u00e9sif Scotch, semblable au grincement des ongles sur un tableau noir, est le r\u00e9sultat d’ondes de choc produites par des microfissures se propageant le long du ruban \u00e0 des vitesses supersoniques, selon un nouvel article publi\u00e9 dans la revue Physical Review E.<\/p>\n
C’est un ing\u00e9nieur de 3M nomm\u00e9 Richard Drew qui a d\u00e9velopp\u00e9 le premier ruban adh\u00e9sif transparent en 1930. L’impulsion est venue de la fabrication automobile, plus pr\u00e9cis\u00e9ment des designs bicolores, o\u00f9 les adh\u00e9sifs utilis\u00e9s \u00e9taient si collants qu’ils enlevaient souvent la peinture lors du d\u00e9collement; la peinture devait ensuite \u00eatre retouch\u00e9e manuellement. Drew a trouv\u00e9 un adh\u00e9sif de papier de verre avec juste la bonne quantit\u00e9 de collant et l’a utilis\u00e9 pour enduire un rouleau de ruban de cellophane. Drew a \u00e9galement co-invent\u00e9 le distributeur en forme d’escargot pour le ruban avec son coll\u00e8gue de 3M, John Borden. Le ruban a connu un \u00e9norme succ\u00e8s pendant la Grande D\u00e9pression; les consommateurs l’utilisaient pour r\u00e9parer des objets du quotidien plut\u00f4t que de les remplacer. Cette popularit\u00e9 ne s’est jamais d\u00e9mentie.<\/p>\n
Le ruban adh\u00e9sif Scotch a \u00e9galement suscit\u00e9 un int\u00e9r\u00eat consid\u00e9rable parmi les physiciens. D\u00e8s 1939, des scientifiques ont remarqu\u00e9 que le d\u00e9collement du ruban pouvait produire de la lumi\u00e8re, plus pr\u00e9cis\u00e9ment une ligne lumineuse l\u00e0 o\u00f9 l’extr\u00e9mit\u00e9 du ruban se d\u00e9tache du rouleau. Le ph\u00e9nom\u00e8ne a \u00e9t\u00e9 enregistr\u00e9 pour la premi\u00e8re fois au 17e si\u00e8cle et est connu sous le nom de triboluminescence: la g\u00e9n\u00e9ration de lumi\u00e8re lorsqu’un mat\u00e9riau est \u00e9cras\u00e9, d\u00e9chir\u00e9, frott\u00e9 ou gratt\u00e9. Les diamants, par exemple, brillent parfois en bleu ou en rouge pendant le processus de taille, tandis que les c\u00e9ramiques \u00e9mettent une lumi\u00e8re jaune-orange lorsqu’elles sont coup\u00e9es par des jets d’eau abrasifs.<\/p>\n
L’exemple le plus populaire est celui des bonbons Life Savers Wint-O-Green: \u00e9crasez le bonbon dans un placard sombre et vous pouvez voir les \u00e9tincelles produites. Ce sont les cristaux de sucre qui produisent l’effet: l’action d’\u00e9crasement arrache des \u00e9lectrons aux mol\u00e9cules, qui sautent vers le c\u00f4t\u00e9 charg\u00e9 plus positivement. Les \u00e9lectrons qui sautent entrent en collision avec les atomes d’azote dans l’air, qui absorbent bri\u00e8vement l’\u00e9nergie puis \u00e9mettent de la lumi\u00e8re UV. L’effet est rendu visible par l’huile de wintergreen utilis\u00e9e pour l’aromatisation, c’est-\u00e0-dire le salicylate de m\u00e9thyle fluorescent, qui absorbe la lumi\u00e8re UV et la convertit en lumi\u00e8re bleue.<\/p>\n
En 1953, des scientifiques russes d\u00e9collant du ruban adh\u00e9sif Scotch dans le vide ont signal\u00e9 avoir d\u00e9tect\u00e9 des \u00e9lectrons avec une \u00e9nergie suffisante pour \u00e9mettre des rayons X. D’autres scientifiques \u00e9taient sceptiques, mais ce ph\u00e9nom\u00e8ne a finalement \u00e9t\u00e9 confirm\u00e9 en 2008, lorsque des physiciens de l’UCLA ont produit des rayons X en d\u00e9roulant un rouleau de ruban adh\u00e9sif Scotch dans une chambre \u00e0 vide. L’objectif \u00e9tait d’exploiter la triboluminescence pour l’imagerie par rayons X, et l’\u00e9quipe a produit une image radiographique de faible qualit\u00e9 du doigt d’un membre du laboratoire. Heureusement, cela ne fonctionne que dans un vide parfait, les utilisateurs quotidiens de ruban adh\u00e9sif Scotch sont donc en s\u00e9curit\u00e9.<\/p>\n
Un choc pour le syst\u00e8me<\/p>\n
Le d\u00e9collement du ruban adh\u00e9sif Scotch produit du son ainsi que de la lumi\u00e8re, g\u00e9n\u00e9ralement attribu\u00e9 au m\u00e9canisme de glissement-adh\u00e9rence en jeu pendant le processus de d\u00e9collement. En 2010, le coauteur Sigurdur Thoroddsen de l’Universit\u00e9 King Abdullah en Arabie Saoudite et ses coll\u00e8gues ont utilis\u00e9 l’imagerie ultra-rapide pour identifier un ph\u00e9nom\u00e8ne crucial de microfracture du m\u00e9canisme de glissement: une s\u00e9quence de fissures transversales qui se d\u00e9placent sur la largeur de l’adh\u00e9sif \u00e0 des vitesses supersoniques. Une \u00e9tude de suivi de 2024 a trouv\u00e9 une correspondance directe entre le grincement et ces fissures transversales, mais n’a pas identifi\u00e9 de m\u00e9canisme.<\/p>\n
C’est le but de cette derni\u00e8re \u00e9tude. Thoroddsen et ses coll\u00e8gues se sont demand\u00e9 si le son \u00e9tait directement g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par la pointe d’une fissure se d\u00e9pla\u00e7ant rapidement, ce qui produirait \u00e9galement les impulsions d’ondes sonores discr\u00e8tes distinctives associ\u00e9es au d\u00e9collement du ruban adh\u00e9sif Scotch. Les auteurs ont test\u00e9 exp\u00e9rimentalement leur hypoth\u00e8se en r\u00e9alisant simultan\u00e9ment une imagerie \u00e0 haute vitesse des fractures se propageant et des ondes sonores voyageant dans l’air. Ils ont d\u00e9coll\u00e9 manuellement du ruban adh\u00e9sif Scotch \u00e0 l’aide d’une tige m\u00e9tallique, capturant les fissures avec deux cam\u00e9ras vid\u00e9o et le son avec deux microphones synchronis\u00e9s avec la cam\u00e9ra vid\u00e9o, afin de mieux localiser l’origine des impulsions de pression.<\/p>\n
Leurs r\u00e9sultats ont montr\u00e9 que le grincement provient d’une s\u00e9rie de chocs faibles qui culminent lorsque les fissures transversales atteignent le bord du ruban. La vitesse supersonique \u00e0 laquelle elles se d\u00e9placent, par rapport \u00e0 l’air environnant, est cruciale pour la g\u00e9n\u00e9ration de ces ondes de choc. Un vide partiel se produit entre le ruban et le solide lorsque la fissure s’ouvre, ont expliqu\u00e9 les auteurs. La fissure se d\u00e9place trop rapidement pour que ce vide soit imm\u00e9diatement combl\u00e9, m\u00eame si l’air est aspir\u00e9 depuis la direction perpendiculaire \u00e0 la fissure. Le vide se d\u00e9place donc avec la fissure jusqu’\u00e0 ce qu’il atteigne l’extr\u00e9mit\u00e9 du ruban et s’effondre dans l’air stationnaire \u00e0 l’ext\u00e9rieur. Chaque fois qu’une pointe de fracture atteint le bord du ruban, elle g\u00e9n\u00e8re une impulsion sonore, d’o\u00f9 le grincement r\u00e9v\u00e9lateur.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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