Un groupe d'étudiants de première année à l'Université de Roskilde, supervisé par le Dr Tina Hecksher, ont montré que les ballons remplis d'eau se comportent de manière très similaire à de minuscules gouttelettes d'eau, en les faisant rebondir sur un lit de clous.

Leur travail, publié aujourd'hui dans le Revue Européenne de Physique en collaboration avec le professeur Julia Yeomans à l'Université d'Oxford, a été inspiré par l'un des articles précédents du professeur Yeomans étudiant les gouttelettes d'eau rebondissant sur des surfaces hydrophobes à motifs de treillis de poteaux à l'échelle submillimétrique.

Le Dr Hecksher a déclaré:"Nous voulions savoir si l'effet dit de" rebond de crêpe " - où la gouttelette se soulève de la surface à son extension maximale - qui a été observé dans les expériences microscopiques pouvait être reproduit à une échelle macroscopique.

"L'intensification de l'expérience nous a permis de mesurer les forces d'impact dans le rebond de la crêpe, ce qui a permis de mieux comprendre sa dynamique. Il fournit également un outil pédagogique très utile pour démontrer aux étudiants d'une manière très rentable, directe, et accrocheur sur la façon dont ces forces fonctionnent."

L'étude a comparé l'impact des ballons - prenant la place des gouttelettes d'eau - atterrissant sur une surface plane et sur un lit de clous - modélisant les poteaux submillimétriques. En utilisant de gros ballons de fête achetés en magasin, un appareil photo reflex numérique tournant à 300 images par seconde pour enregistrer l'impact au ralenti, et un capteur piézoélectrique sous la planche pour enregistrer la force d'impact, l'équipe a mesuré les impacts à différentes vitesses et le comportement résultant des ballons.

Ils ont trouvé que les cours des deux impacts étaient initialement similaires. Cependant, sur le lit de clous, le ballon a en fait fait une galette de rebond :il a décollé du lit de clous à sa déformation maximale et a commencé à se rétracter dans l'air plutôt qu'en surface. C'est parce qu'une partie du matériau pénètre dans le motif de l'ongle, recule et - si la vitesse d'impact est suffisamment élevée - soulève le ballon du lit de clous avant qu'il n'ait le temps de se rétracter.

Le Dr Hecksher a déclaré:"Le comportement des ballons est étonnamment similaire à celui des gouttes rebondissantes millimétriques. En particulier, l'effet de rebond de crêpe a été reproduit montrant la même réduction du temps de contact que dans l'expérience microscopique, mais avec des échelles de temps absolues plus longues d'un facteur supérieur à 10. Et la transition du rebond normal au rebond de crêpe se produit à des paramètres d'impact comparables.

"À l'avenir, il serait intéressant d'examiner plus en détail la similitude entre les gouttelettes d'eau et les ballons remplis d'eau, en considérant une plus grande gamme de dimensions de ballons ou des nombres de Weber plus élevés, quand les gouttes se brisent en rebondissant mais pas les ballons."