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Fragiles, éphémères, fascinantes, les bulles de savon et en particulier les bulles de savon géantes sont souvent utilisées par les artistes pour accompagner leurs numéros. Chaque artiste a une recette qui lui permet d’optimiser son numéro, d’obtenir des bulles plus grandes, plus belles, plus stables.
Une de nos questions de recherche, travaillée en collaboration avec des artistes, est de mieux comprendre comment faire de grosses bulles, ce qui fixe leur taille et l’intérêt de chacun des ingrédients utilisés par les artistes. Nous pourrons ainsi vous donner tous les trucs et astuces pour créer des bulles géantes chez vous.
Les bulles géantes survivent mieux par temps humide, car cela limite l’évaporation. Alfred Kenneally/Unsplash, CC BY
La première question est de comprendre ce qui fixe la taille des bulles de savon. Pour former une bulle, on trempe un objet dans une solution savonneuse, ce qui crée un film de savon quand on retire l’objet. Il faudra ensuite étirer le film, ce qui nécessite de l’amincir tout en évitant que la bulle n’éclate. La taille des bulles est essentiellement fixée par la taille initiale du film de savon.
Les bulles des enfants
Ainsi, les jouets à bulles des enfants permettent de former un film de deux centimètres environ et les bulles formées font quelques centimètres de diamètre. En effet, lorsqu’on souffle sur le film, on fabrique un tube de savon de forme cylindrique. Au lieu de se fermer et de former une seule grosse bulle, ce tube se déstabilise pour former plusieurs petites bulles sphériques, à cause de l’instabilité dite « de Rayleigh-Plateau » : créer de la surface de film savonneux coûte de l’énergie, et de nombreuses bulles ont une surface totale plus faible qu’un long tube.
Si on souffle fort sur un film d’un diamètre donné, on va ainsi obtenir des bulles deux fois plus grandes que le diamètre du film. Nous avons montré récemment que si l’on soufflait à l’inverse tout doucement sur le film, on pouvait fabriquer des bulles significativement plus grandes (il faut ensuite souffler un petit coup sec pour détacher la grosse bulle obtenue).
Comment faire des bulles géantes
Mais pour faire des bulles géantes, pas question de subtilité sur le débit d’air envoyé sur le film : le vent doit pouvoir s’en charger. On fabrique donc simplement des films les plus grands possible, qui permettront de fabriquer des bulles de taille comparable.
En principe, la taille des bulles ne dépend donc que de la taille du film formé et du débit avec lequel on souffle dessus : la solution savonneuse utilisée n’a que très peu d’importance. Pourtant, chacun sait que remplacer simplement par du liquide vaisselle la solution commerciale contenue dans un jouet n’est pas toujours efficace.
Pour comprendre pourquoi la recette du « savon à bulles » est si importante, il faut se pencher sur les mécanismes qui permettent l’amincissement du film lorsque la bulle se forme, et sur ceux qui ralentissent cet amincissement.
Une bulle de savon, c’est de l’air entouré d’un film de liquide extrêmement fin, lui-même entouré d’air. Ce film a initialement une épaisseur de quelques micromètres et va avoir tendance à s’amincir au court du temps jusqu’à devenir extrêmement fragile, et à éclater. Lorsque l’on forme une bulle géante, on étire très fortement le film initial, ce qui a tendance à l’amincir.
Pour éviter l’éclatement du film, il faut du savon. Au niveau moléculaire, les molécules de savon sont des molécules « amphiphiles » : elles comportent une partie énergétiquement plus compatible avec l’eau et une autre partie plus compatible avec l’air. Elles ne sont tout à fait l’aise ni dans l’eau ni dans l’air, et elles ont tendance à se répartir à l’interface entre les deux. Les films de savon comportent ainsi deux interfaces avec l’air, chacune délimitée par une couche de molécules de savon qui protège le film.
Un peu de savon, mais pas trop
Ces molécules sont très importantes pour stabiliser les films de savon pour plusieurs raisons. D’une part, quand les films deviennent très minces, les molécules situées sur chacune des interfaces air/liquide commencent à se toucher. Elles se repoussent alors, soit parce qu’elles ne peuvent pas s’interpénétrer, soit parce qu’elles sont chargées positivement ou négativement et que les charges identiques se repoussent.
D’autre part, ces molécules savonneuses permettent de résister à l’amincissement du film grâce à l’effet Marangoni qui est dû à la présence d’un peu de molécules savonneuses, mais pas trop. C’est pour cela que les concentrations en liquide vaisselle utilisées pour faire des bulles géantes sont de quelques pour cent seulement.
Mais les molécules de savon ne sont pas suffisantes pour faire des bulles géantes. Une des difficultés est qu’il faut fortement allonger le film de savon. Cette étape, qui nécessite d’amincir localement très fortement le film sans qu’il se casse, dépend beaucoup de la solution savonneuse utilisée.
Du savon… et d’autres molécules pour ne pas craquer
Pour cela, il faut ralentir l’amincissement en augmentant la « viscosité élongationnelle ». De même que la viscosité ralentit l’écoulement des liquides, la viscosité élongationelle ralentit l’élongation des films. Une forte viscosité élongationelle permet donc d’allonger fortement, mais tranquillement les films afin d’éviter leur rupture.
Ce paramètre peut être augmenté en ajoutant des polymères à la solution. Ce sont de longues molécules, formées de millions de petites molécules toutes identiques et attachées entre elles. Telles des spaghettis dans une assiette qui se renverse, ces molécules vont avoir tendance à s’aligner lors d’un écoulement et à frotter très fortement les unes contre les autres, empêchant ainsi un amincissement et une rupture trop rapide des films.
C’est pour cette raison que les solutions savonneuses des artistes contiennent du lubrifiant contenant un polymère à forte viscosité élongationelle (du polyéthylèneoxyde) – par exemple un lubrifiant vétérinaire commercial.
Longue vie aux bulles
Pour avoir le temps de les voir disparaître à l’horizon, voire de les manipuler pour les artistes les plus doués, il faut que la bulle n’explose pas tout de suite.
Cela nécessite d’éviter au maximum leur amincissement, car plus les films sont minces, plus ils sont fragiles. Or, les bulles s’amincissent avec le temps à cause de deux mécanismes. Le premier est le drainage : à cause de la gravité, le liquide contenu dans la mince pellicule liquide a tendance à tomber. La question de l’impact de la recette sur le drainage est aujourd’hui une question de recherche toujours ouverte.
Le second mécanisme qui nuit à la longévité des bulles est l’évaporation. En effet, même à température ambiante, tout liquide s’évapore. Le film des bulles de savon est tellement fin que cette évaporation est très rapide.
Pour la limiter, on peut se placer dans un environnement humide. C’est pour cela que Sylvain Létuvée, artiste bulleur, se place dans la forêt au petit matin pour profiter de la rosée lorsqu’il veut battre son record de taille de bulle.
Une autre solution est de jouer sur la recette en ajoutant du glycérol, un liquide soluble dans l’eau et qui a tendance à absorber l’humidité (on dit qu’il est « hygroscopique »). Ainsi, une solution suffisamment concentrée en glycérol ne s’évapore plus. C’est pourquoi on retrouve souvent du glycérol dans les recettes de bulles géantes.
À vous de jouer !
Pour fabriquer des films géants, il faut se munir de deux grandes baguettes rigides entre 1 et 3 mètres de long. Ensuite, relier ces deux baguettes par deux morceaux de ficelle, l’un d’environ 1 mètre et l’autre d’environ 2 mètres. Elles formeront une surface sur laquelle on peut fabriquer un grand film. Il faut ensuite serrer les baguettes, tremper les ficelles dans l’eau savonneuse, les retirer et éloigner les baguettes l’une de l’autre pour former un grand film. Ensuite, reculez en tenant les baguettes loin devant vous pour gonfler le film et refermer les baguettes pour fermer la bulle… Quant à la recette, nous vous proposons la suivante, avec des informations supplémentaires disponibles ici, car les ingrédients ne sont pas tous aussi efficaces.
Mélanger, dans l’ordre :
20 millilitres d’eau
40 millilitres de liquide de vaisselle
1 gramme de lubrifiant (mélange de polyéthylèneoxyde – PEO – et de sucrose)
100 millilitres de glycérine
40 millilitres d’eauVous pouvez conserver ce mélange. Ajouter 800 millilitres d’eau avant utilisation pour obtenir 1 litre de solution.
Des chercheurs allemands ont étudié l'aérodynamisme des sous-bocks de bière en carton et conclu que même un lanceur aguerri ne pourra pas les faire voler bien longtemps.
Les différentes forces auxquelles est soumis le disque, avec Z : moment angulaire, θ : angle d’inclinaison et D : axe de rotation.
Quels sont les deux accessoires indispensables des vacances (en dehors de la chaise longue et du maillot de bain) ? Réponse : le frisbee et la bière. Hélas, l'un ne remplace pas l'autre, comme vient de le montrer une nouvelle étude qui a cherché à savoir si les sous-bocks de bière en carton pouvaient constituer de bons frisbees. Pour ce faire, les chercheurs (allemands naturellement) de l'Institut Helmholtz de physique des rayonnements et de physique nucléaire et de l'Institut d'astronomie de l'Université de Bonn ont construit un appareil à lancer des sous-bocks et ils ont pratiqué une série d'expériences destinées à étudier l'aérodynamisme de ces petits disques en carton de 10 cm de diamètre.
un retournement le rendant inutilisable comme frisbee
« On pourrait s'attendre à ce que le sous-bock de bière vole de la même manière qu'un frisbee, c'est-à-dire avec un moment angulaire pointant vers le haut ou vers le bas stabilisant le disque, écrivent les chercheurs dans leur étude publiée dans The European Physical Journal Plus. Malheureusement, compte tenu de la masse relativement faible du carton, le sous-bock est soumis à des rotations chaotiques autour des deux axes du disque ». De plus, contrairement au frisbee qui a des bords arrondis et un centre de gravité proche de son centre -- ce qui empêche son retournement intempestif --, le sous-bock de bière subit une modification de sa portance, non pas au centre du disque, mais légèrement décalée par rapport au bord avant. « Cela induit un retournement le rendant inutilisable comme frisbee », attestent les auteurs.
0,45 seconde à peine de stabilité
Les chercheurs ont confirmé le résultat de leurs équations théoriques avec leur appareil à lancer les sous-bocks, composé de deux tapis roulants électriques faisant accélérer le disque en carton selon différentes vitesses et moments angulaires. Résultat : quelles que soient les conditions de lancer initiales, le sous-bock finit toujours par s'incliner par rapport à son axe de rotation vertical, de telle sorte qu'il est freiné et retombe rapidement au sol ou tourbillonne dans tous les sens.
Un sous-bock maintient ainsi une stabilité pendant à peine 0,45 seconde après son lancement, contre 0,8 seconde pour un CD ou 16 secondes pour un frisbee. À noter que les performances du frisbee varient considérablement en fonction de la qualité du lancement. « Avec un lanceur médiocre, le frisbee basculera vers un état instable au bout d'une seconde seulement, tandis qu'un lanceur professionnel pourra maintenir un état stable pendant une durée bien plus longue », notent les auteurs. Toutefois, même un lanceur aguerri ne pourra pas faire grand chose avec le sous-bock de bière. Vous pouvez néanmoins toujours essayer de lancer un concours au camping. Envoyez-nous vos records !
Cette étincelante station de métro multicolore située au cœur de Naples est considérée comme la plus belle d'Europe.
Sous une magnifique mosaïque peinte dans un tourbillon psychédélique de bleu-violet, un large escalator descend à environ 130 pieds sous terre dans l'une des stations de métro les plus profondes de Naples. Il s'agit de la station de métro Toledo, le joyau des "Art Stations" du métro de Naples.
Le projet des Stations d'art (Stazioni dell'Arte) a confié la vision des stations de transport en commun de la ville à des artistes et architectes contemporains afin d'amener l'art dans la vie quotidienne des gens. L'éblouissante station de métro Toledo se distingue du lot et a même été désignée comme la plus belle station de transport en commun d'Europe.
Chaque niveau de la station est conçu autour d'une couleur différente représentant un thème différent lié à la ville. Les murs et le sol de l'atrium du premier niveau sont noirs, rappelant l'asphalte de la civilisation contemporaine. Les vestiges des murs aragonais sont également intégrés dans l'atrium, qui est orné de mosaïques inspirées de l'histoire de Naples.
En descendant l'escalator, les murs deviennent ocres et jaunes, faisant allusion aux couleurs du tuf napolitain et du soleil. Plus bas, au niveau le plus profond, la palette de couleurs devient bleue et verte comme la mer. Dans le couloir menant au plancher du quai, une installation environnementale de 80 pieds de long est composée de deux boîtes lumineuses à LED qui reproduisent l'image d'une mer, ridée par le mouvement continu des vagues.
Un grand cône appelé "Crater de Luz" traverse tous les étages de la station, créant une ouverture au-dessus du magnifique escalator qui mène au quai, diffusant de la lumière tout au long du parcours. À l'extérieur de la station, on trouve trois pyramides hexagonales et une statue en acier corten appelée "Chevalier de Tolède" garde l'une des entrées. L'ascenseur est situé près de l'escalator, muni d'un toit ondulé, et est suivi d'une passerelle formée de grands cercles orange et équipée de sièges en pierre volcanique.
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Face à la grogne des automobilistes contraints de rouler au pas dans la capitale, Anne Hidalgo a encouragé les deux-roues à rouler plus lentement pour ne pas les humilier et éviter qu’ils ne perdent confiance en eux.
“Les automobilistes sont fragiles, ils peuvent rapidement se sentir blessés dans leur virilité s’ils sont dépassés. Certains sombrent dans la dépression ou sont victimes de dysfonctionnements érectiles après avoir été doublés par une trottinette électrique ou un couple en rollers » explique la maire de Paris dans un bref communiqué. “Laisser passer une voiture c’est redonner confiance à un automobiliste ».
Le site de la mairie a ainsi dispensé quelques consignes pour aider les automobilistes à mieux vivre cette nouvelle limitation de vitesse. “Les cyclistes peuvent faire semblant de tomber à un feu rouge pour redonner le sourire aux chauffeurs ou rouler à côté des taxis pour leur permettre de les insulter plus facilement. C’est des petites choses toutes bêtes qui font la différence et facilitent la vie sur la route.”
Vers un retour des pare-buffles ?
Pas sûre que ces mesures ne suffisent pour autant à tempérer la colère des automobilistes. À l’heure actuelle, nombre d’entre eux réclament le retour de la limitation de vitesse de 50km/h, le retrait des pistes cyclables et de pouvoir équiper leur véhicule de pare-buffles pour renverser les livreurs Deliveroo dans les grandes villes.
Par ailleurs, il est obligatoire désormais de permettre aux éléphants de se baigner au moins deux heures et demie par jour.
Article rédigé par franceinfo avec AFP France Télévisions Publié le 22/08/2021
Un homme sur un éléphant au Sri Lanka, le 25 février 2019. ISHARA S. KODIKARA / AFP
Boire ou conduire un éléphant, il faut choisir. Le Sri Lanka vient de publier une série de mesures destinées à protéger les éléphants domestiqués, parmi lesquelles l'interdiction de conduire un éléphant si l'on a bu de l'alcool. Il est également obligatoire de permettre aux éléphants de se baigner au moins deux heures et demie par jour, et de prévoir deux visites médicales par an.
Les éléphants utilisés pour de durs travaux ne pourront plus travailler que quatre heures par jour, et ceux consacrés au plaisir des touristes ne pourront pas en transporter plus de quatre à la fois, avec une selle bien rembourrée. Il est aussi interdit de faire travailler les bébés, même simplement dans des défilés traditionnels, et de les séparer de leur mère.
Environ 200 éléphants domestiqués
Ces règles prévoient, en cas de manquement sérieux, la confiscation de l'animal et jusqu'à trois ans de prison. Le Sri Lanka compte environ 200 éléphants domestiqués, et 7 500 vivant dans la nature. La capture d'éléphants sauvages est interdite, mais les poursuites sont rares.
Les défenseurs des droits des animaux estiment que plus d'une quarantaine de bébés éléphants ont été volés dans les parcs nationaux pour les domestiquer au cours des 15 dernières années.