{"id":55,"date":"2017-02-26T16:25:24","date_gmt":"2017-02-26T15:25:24","guid":{"rendered":"http:\/\/revue-phaeton.fr\/?p=55"},"modified":"2017-02-26T16:25:57","modified_gmt":"2017-02-26T15:25:57","slug":"eloge-de-la-mollesse","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revue-phaeton.fr\/index.php\/2017\/02\/26\/eloge-de-la-mollesse\/","title":{"rendered":"\u00c9loge de la mollesse"},"content":{"rendered":"

\u00c9loge de la mollesse<\/strong>
\nJacques Leng<\/strong><\/p>\n

Jacques Leng est charg\u00e9 de recherche au CNRS au Laboratoire du Futur. Il est sp\u00e9cialis\u00e9 en physique des liquides \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 Pierre et Marie Curie \u00e0 Paris. Il exerce \u00e9galement au sein de laboratoires de grandes entreprises priv\u00e9es. Il est l\u2019auteur d\u2019une cinquantaine de publications dans des ouvrages scientifiques et travaille actuellement sur la mise en forme de mat\u00e9riaux pour les micro et nanotechnologies.<\/p>\n

Quelle ressemblance y a-t-il entre une colle ultra-forte \u00e0 prise rapide, un \u00e9cran plat d\u2019ordinateur, une p\u00e2te dentifrice, de la mayonnaise ou une cr\u00e8me chantilly, une cellule souche en phase de diff\u00e9renciation, un mortier-ciment \u00e0 ma\u00e7onner ? Une composante de mollesse, indispensable \u00e0 la plasticit\u00e9 du vivant et primordiale pour l\u2019utilisation de nombreux produits de la vie courante. Nous rassemblons sous le terme de mati\u00e8re molle l\u2019ensemble de ces \u00e9tats mal d\u00e9crits par la physique classique et dont l\u2019\u00e9tude et la compr\u00e9hension ont ouvert un champ scientifique consid\u00e9rable. Une \u00e9cole de pens\u00e9e a m\u00eame \u00e9merg\u00e9 de ces \u00e9tudes, en partie issue des laboratoires fran\u00e7ais dans les ann\u00e9es 1980 \u00e0 2000, redonnant de la noblesse \u00e0 la mollesse. Maintenant mature, cette science de la mati\u00e8re molle ouvre la voie vers des applications remarquables telles que la r\u00e9paration des tissus vivants et porte en son sein une partie de la promesse li\u00e9e \u00e0 la (future) r\u00e9volution des nanotechnologies.<\/p>\n

Lors de ma formation universitaire en tant que physicien, j\u2019ai appris \u00e0 comprendre et \u00e0 caract\u00e9riser quelques propri\u00e9t\u00e9s des principaux \u00e9tats de la mati\u00e8re : le gaz, le liquide, le solide. Par ailleurs, je savais par Pha\u00e9ton – 2015 56 exp\u00e9rience que la transition entre ces \u00e9tats peut \u00eatre induite par une \u00e9l\u00e9vation de la temp\u00e9rature : sous l\u2019effet d\u2019une source de chaleur, la glace se liqu\u00e9fie et l\u2019eau liquide finira par s\u2019\u00e9vaporer sous forme de vapeur. Un \u00e9quilibre entre la force des liaisons entre mol\u00e9cules et l\u2019entropie, cette \u00e9nigmatique composante qui quantifie le d\u00e9sordre, permet alors de fixer un \u00e9tat : le gaz est pur d\u00e9sordre, dilu\u00e9 ; le solide est dense et ordonn\u00e9. L\u2019\u00e9tat liquide est un interm\u00e9diaire d\u00e9sordonn\u00e9 mais dense, stable, plus complexe \u00e0 appr\u00e9hender mais bien d\u00e9crit depuis le XIXe si\u00e8cle.<\/p>\n

Pour ancrer dans nos esprits ce cadre conceptuel lentement \u00e9tabli par des g\u00e9n\u00e9rations de scientifiques talentueux, nos professeurs nous cachaient, \u00e0 dessein, qu\u2019il existe de nombreux \u00e9tats de la mati\u00e8re qui ne rentrent pas dans ce sch\u00e9ma rassurant car universel ; c\u2019est le cas de la mati\u00e8re molle. Consid\u00e9rons le cas d\u2019une mayonnaise, un m\u00e9lange d\u2019huile et de jaune d\u2019oeuf, deux liquides apparemment banals. Agit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tiquement et avec conviction, le m\u00e9lange donne cet \u00e9tat remarquable qui n\u2019est ni solide, ni liquide (ni gazeux bien s\u00fbr). Pourtant, un signe de r\u00e9ussite en la mati\u00e8re est qu\u2019une cuill\u00e8re plant\u00e9e dans la sauce se tiendra d\u2019ellem\u00eame. N\u2019est-ce pas l\u00e0 l\u2019indice d\u2019une mati\u00e8re solide ? Et pourtant encore, appuyer un peu sur le manche de la cuill\u00e8re nous permettra d\u2019\u00e9taler le condiment. La mayonnaise rev\u00eat alors un aspect liquide sous l\u2019effet d\u2019une force m\u00e9canique modeste, \u00e0 temp\u00e9rature constante. Nous avons ici affaire \u00e0 un \u00e9tat de la mati\u00e8re diff\u00e9rent, mi-liquide mi-solide. Si le cas de la mayonnaise vous parait trop prosa\u00efque, citons comme autre exemple le cytosquelette d\u2019une cellule, qui r\u00e9pond \u00e0 peu pr\u00e8s aux m\u00eames caract\u00e9ristiques que la mayonnaise. Si l\u2019int\u00e9rieur d\u2019une cellule est un endroit peu familier, consid\u00e9rons alors les afficheurs \u00e0 cristaux liquides (montres, \u00e9crans plats, etc.), dont l\u2019ordre peut \u00eatre modifi\u00e9 sous l\u2019effet d\u2019un champ modeste et qui permet \u00e0 chaque pixel de l\u2019afficheur de laisser ou non passer la lumi\u00e8re.<\/p>\n

Les exemples sont en fait tr\u00e8s nombreux : polym\u00e8res, \u00e9mulsions, fluides physiologiques, p\u00e9trole, boues et argiles, p\u00e2tes et milieux granulaires, cosm\u00e9tiques, produits agro-alimentaires, mat\u00e9riaux de construction (peintures, enduits, mortiers, \u2026). Cet inventaire illustre que la mati\u00e8re molle est omnipr\u00e9sente dans notre vie quotidienne et mieux la d\u00e9crire, mieux la comprendre, a permis de faire des am\u00e9liorations significatives dans nombres de produits mais aussi dans leur production et leur transport. M\u00eame si les industriels s\u2019en r\u00e9jouissent encore, pr\u00e9cisons que la physique de la mati\u00e8re molle n\u2019est pas uniquement d\u00e9vou\u00e9e \u00e0 la croissance \u00e9conomique (optimisation des proc\u00e9d\u00e9s, gain de productivit\u00e9). Elle est avant tout une science qui a su trouver des points communs dans des objets forts diff\u00e9rents et les unifier autour de quelques concepts fondateurs : la fragilit\u00e9, le d\u00e9sordre, l\u2019impact de l\u2019architecture mol\u00e9culaire sur les propri\u00e9t\u00e9s de la mati\u00e8re, etc. Ce travail a \u00e9t\u00e9 essentiellement effectu\u00e9 par le physicien fran\u00e7ais Pierre-Gilles de Gennes (1) au cours de ses ann\u00e9es au Coll\u00e8ge de France 1980-2000.<\/p>\n

Historiquement, une des premi\u00e8res incursions de la mati\u00e8re molle remonte pourtant au d\u00e9but du XIXe si\u00e8cle et sa compr\u00e9hension au d\u00e9but du XXe. Il s\u2019agit du mouvement Brownien, cette agitation spontan\u00e9e qu\u2019observa Robert Brown sous son microscope alors qu\u2019il dispersait des grains de pollen dans de l\u2019eau. Voyant cette danse microscopique, Brown pensa initialement \u00e0 une manifestation de la vie, \u00e0 tort. Ce n\u2019est qu\u2019un si\u00e8cle plus tard que Jean Perrin (2) d\u00e9montra exp\u00e9rimentalement, sur la base d\u2019une th\u00e9orie de son ami Paul Langevin (3), que cette danse \u00e9tait une cons\u00e9quence indirecte de l\u2019aspect mol\u00e9culaire de l\u2019eau, chaque mol\u00e9cule du liquide venant frapper intempestivement sur les minuscules grains et leur conf\u00e9rant suffisamment d\u2019impulsion pour bouger. L\u2019exp\u00e9rience de Perrin est un tour de force remarquable qui repose sur le tri par taille de milliers de particules microscopiques, un exemple de discipline et de patience. En laissant s\u00e9dimenter ces particules dans l\u2019eau, Perrin finit par d\u00e9montrer qu\u2019il existe une \u00e9nergie capable de \u00abresuspendre\u00bb les particules, leur \u00e9vitant ainsi de sombrer irr\u00e9m\u00e9diablement vers le fond du r\u00e9cipient. Cette force provient de l\u2019agitation thermique, un mouvement li\u00e9 \u00e0 la temp\u00e9rature que chaque mol\u00e9cule d\u2019eau peut transmettre aux particules suspendues. Perrin d\u00e9montrait au passage que les statistiques sont un moyen puissant de d\u00e9crire le r\u00e9el, au grand damne de la majorit\u00e9 des physiciens de l\u2019\u00e9poque convaincus que le d\u00e9terminisme de Newton devait demeurer ind\u00e9tr\u00f4nable.<\/p>\n

(1) Pierre-Gilles de Gennes (1932 - 2007) est un physicien fran\u00e7ais. Il a re\u00e7u le prix Nobel\r\n de physique en 1991 pour ses travaux sur les cristaux liquides et les polym\u00e8res.\r\n(2) Jean Baptiste Perrin (1870 - 1942) est un physicien, chimiste et homme politique fran\u00e7ais.\r\n Il a re\u00e7u le prix Nobel de physique en 1926 pour ses travaux sur la discontinuit\u00e9\r\n de la mati\u00e8re, et particuli\u00e8rement pour sa d\u00e9couverte de l\u2019\u00e9quilibre de s\u00e9dimentation..\r\n(3) Paul Langevin (1872 - 1946) est un physicien fran\u00e7ais, connu notamment pour sa th\u00e9orie\r\n du magn\u00e9tisme et l\u2019organisation des Congr\u00e8s Solvay.<\/pre>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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