Les chats sont-ils liquides ? | Marc-Antoine Fardin | TEDxTours

Physicien et chercheur au CNRS à l’Institut Jacques Monod à l’Université de Paris Diderot, Marc-Antoine Fardin met volontiers en lumière une discipline peu connue du grand public : la rhéologie.

Étude de la résistance des matériaux aux contraintes et aux déformations, comme les écoulements de matière, que ce soit de cellules, de tissus, de polymères ou de… chats. Oui, de chats. ? Ces petits félins peuvent-ils être liquides ? Lui a été décerné le très parodique prix IgNobel (prononcez IgNoble, pour le jeu de mot) qui récompense les recherches scientifiques qui paraissent insolites voire drolatiques mais qui poussent malgré elles à une certaine réflexion.

Cette présentation a été donnée lors d'un événement TEDx local utilisant le format des conférences TED mais organisé indépendamment. En savoir plus: http: //ted. com/tedx

Je voulais vous dire un truc

sur la physique, moi ça sera la physique.

Alors, ce n'est pas exactement la physique
qu'on voit dans les livres scolaires.

La physique, elle est un peu mégalomane,
elle a tendance à tout vouloir régir.

De l'infiniment petit
à l'infiniment grand.

Pour pouvoir couvrir
un spectre aussi large,

il faut bien sûr de l'imagination

parce que ce qu'il se passe dans un atome,

un grain de sable,

une boule de pétanque

ou une planète

n'est pas forcément la même chose.

Donc il faut être prêt à inventer
des lois nouvelles.

Mais,

en parallèle de cette approche,

il faut aussi parfois savoir utiliser
une certaine forme de paresse,

parce qu'en fait
ce qu'il se passe dans un atome,

un grain de sable,

une boule de pétanque ou une planète

peut en de nombreux points être similaire.

Et pour pouvoir repérer
ces parallèles entre des objets

qui sont a priori complètement différents,

il faut savoir poser des questions
un peu bizarres

et je vous ai préparé
une petite sélection.

Quel est le point commun entre
la rupture d'un spaghetti pas cuit

et celle d'une poutre métallique ?

Ou entre le tourbillon que je vais faire
dans une tasse de café avec une cuillère

et les cyclones dans l'atmosphère ?

Une autre,

quel est le point commun entre la physique
des disques d'accrétion

autour des étoiles en formation -

très sérieux -

et celle de la pâte à gâteau ?

Ou entre

la mayonnaise d'un côté

et la fusion nucléaire confinée ?

C'est d'une de ces questions bizarres
dont je vais vous parler ce soir.

Et c'est « Quel est le point commun
entre un liquide

et un chat ? »

(Rires)

Derrière cette question, il y a une
question un peu plus sérieuse :

« Qu'est-ce qu'un liquide ? »

Un liquide, c'est un matériau

qui va adapter sa forme à son contenant

tout en maintenant un volume constant.

C'est ça la définition officielle
d'un liquide.

Et on voit que dans de nombreux cas,

(Rires)

les chats semblent plutôt bien s'accorder
à cette définition.

Ils adaptent leur forme à leur contenant.

Des photos comme ça,
vous en avez peut-être déjà vu.

Depuis plusieurs années, il y en a
pas mal qui circulent sur Internet.

Et je passe un peu une partie
de mon temps sur Internet -

en tant que chercheur, je veux dire !

(Rires)

Je n'ai pas manqué l'apparition
de ce mème,

plein de photos de ce type associées à la
question « Les chats sont-ils liquides ? »

Il y a quelques années,

par une après-midi de printemps
qui ne me donnait pas trop envie

de faire ce que j'étais censé faire,

j'ai décidé d'écrire
un article scientifique sous le titre :

« Sur la rhéologie des chats »

afin de prendre cette question au sérieux.

C'est une procrastination
qui a plutôt bien réussi puisqu'en fait,

quelques années après, cela m'a valu
l'obtention du prix IgNobel de physique,

qui récompense des recherches
qui font à la fois rire et réfléchir.

J'ai dit que l'article scientifique
s'appelait « Sur la rhéologie des chats ».

Qu'est-ce que c'est que
ce mot, « la rhéologie » ?

Rhéologie, ça vient du grec

« rheo » qui veut dire s'écouler.

On retrouve la racine dans d'autres mots,

par exemple,

« rythme »,

des mots un peu pompeux
comme « logorrhée » -

je vais essayer de ne pas
faire ça moi-même -

et des mots un peu moins pompeux

comme « diarrhée »,
tout le monde connait celui-là !

(Rires)

L'idée, ça a été de prendre la question

« Les chats sont-ils liquides ? »

pour l'utiliser afin d'illustrer
certaines des problématiques,

là pour le coup assez sérieuses,

auxquelles les rhéologues sont confrontés

et qu'ils essayent de résoudre
tous les jours.

Mais alors, les chats sont-ils
liquides ou pas ?

En fait, et c'est ça la clé,

la réponse à la question

dépend du temps
qu'on est prêt à lui accorder.

Parce que si l'on regarde bien,

derrière la définition d'un liquide,

adapter sa forme

c'est une action

qui ne va pas se produire
de façon instantanée.

Derrière cette adaptation de la forme,
il y a un temps caractéristique

et ce temps caractéristique

(Rires)

on l'appelle le temps de relaxation.

Dans de nombreux cas,

les cas qui sont
les plus faciles à traiter,

le temps de relaxation est quelque chose
d'intrinsèque au matériau.

Dans le cas d'un chat,
ça va dépendre de son âge

ou de sa race.

On voit ici que le numéro 107

paraît plus liquide -
donc un temps de relaxation plus court.

(Rires)

Parce que c'est ça la clé derrière
le concept de temps de relaxation,

c'est qu'à la question

« Un chat est-il liquide ? » ou

« Tel matériau est-il liquide ? »,

il faut répondre à une autre question :

« Quel est le temps de relaxation
de ce matériau ? »

Pour un chat, c'est la même chose,
on va se poser cette question,

quel est le temps de relaxation du chat,
de quoi dépend-il ?

Ici, j'ai donné un cas qui est
le cas le plus simple à traiter

quand le temps de relaxation
ne dépend que du matériau lui-même.

Mais a priori, il peut dépendre
aussi du contenant

puisqu'on peut très bien
imaginer qu'un chat

se relaxe plus facilement,

se liquéfie plus facilement sur
les genoux de son compagnon

plutôt que dans une cage.

Ici, je vous donne un autre exemple
qui est celui d'une goutte d'eau.

L'eau, c'est plutôt
le liquide par excellence,

on a tendance à imaginer
qu'elle va s'étaler sur la surface

mais dans certains contextes,

on voit que l'eau perle.

Pour essayer de mieux comprendre
pourquoi dans certains cas,

le matériau va se mettre à s'écouler,
dans d'autres non

en fonction du contenant.

Ce sont des questions qui sous-tendent
des recherches sur le mouillage

et les recherches sur le mouillage

ça va du développement de pare-brise
super hydrophobes

qui permettent de se dispenser
de l'utilisation d’essuie-glaces

aux recherches

essayant de mieux comprendre
le développement de tumeurs cancéreuses

parce qu'en fait,
la façon dont les cellules

et les tissus cancéreux vont se répandre

peut aussi se comprendre
de cette manière-là.

En fait,

essayer d'estimer,

de mesurer, de calculer,

peut-être même de modifier
le ou les temps de relaxation

de matériaux les plus divers et variés,

c'est un peu ce qui est au cœur
de la recherche des rhéologues.

Ce qu'il faut essayer
de garder en tête, c'est que

ces temps de relaxation,

ils peuvent aller de la milliseconde

aux millions d'années.

Ça ne retire rien au fait

que si l'on observe ces matériaux
sur des temps suffisamment longs,

on les verra s'écouler.

Un exemple, sur une échelle de temps
de plusieurs dizaines d'années

ou plusieurs années,

vous avez peut-être vu qu'en bas
d'une route en pente

parfois l'asphalte fait
comme des bourrelets.

C'est que sur plusieurs années,

l'asphalte coule le long de la pente.

Il peut en être autant de plein
d'autres matériaux de construction

allant du béton à l'acier

et c'est pour ça que les industries
de ces matériaux

dépensent beaucoup d'argent
pour mieux comprendre leur rhéologie.

Parfois, ce sont
des petits détails microscopiques

qui vont avoir un impact important.

L'effondrement d'un bâtiment

dépend parfois de la physique précise
des grains de sable qui le constituent.

Un bon exemple de cet impact

potentiellement important
du microscopique sur le macroscopique,

on le retrouve chez les pompiers

qui ont tendance à ajouter
des petites molécules filiformes

en petite quantité à l'intérieur
de leur réservoir d'eau

et ces molécules filiformes ont tendance
à réduire la turbulence

à l'intérieur des lances à incendie

ce qui permet de projeter l'eau plus loin
avec la même puissance.

Les réponses que les rhéologues
apportent à différents problèmes

sont parfois un peu étranges.

Vous avez peut-être vu

dans des bâtiments publics,
je ne pense pas ici,

mais des bâtiments publics récents

des grandes colonnes juste
devant les sorties de secours.

On peut se dire que c'est un peu étrange
mais les rhéologues ont montré

qu'en cas de mouvement de foule,
ces colonnes vont avoir tendance à réduire

les problèmes d'encombrement
et les embouteillages à la sortie.

Donc si on attend suffisamment longtemps,

tout s'écoule.

C'est la devise de la rhéologie.

Même des matériaux sur lesquels on marche

et qu'on a tendance à considérer
comme solides,

même ces matériaux-là vont s'écouler.

Si on prend un glacier, par exemple,
sur plusieurs dizaines d'années,

et c'est ce que font
certains scientifiques

en observant les glaciers
avec des caméras de timelapse,

on verra l'écoulement de la glace
dans la vallée.

Et si on avait le loisir d'attendre

des millions d'années,

on verrait la même chose se produire
sur les montagnes

et on verrait que les pics et les vallées

sont comme les crêtes et les creux
d'une mer toujours en mouvement.

Bon, très bien !

Et maintenant,

vous allez peut-être reposer la question

« Mais les chats,
sont-ils liquides ou pas ? »

Alors, mon conseil, c'est

attendez un peu

avant de donner votre réponse définitive.

Merci.

(Applaudissements)