EXPÉRIENCES NOUVELLES

Ne peut-on combiner une expérience qui se rapproche davantage du phénomène naturel que celles citées plus haut?

Divers auteurs (3) ont étudié le plissement d'une pellicule adhérente à un ballon qui se contracte. Nous avons débuté comme eux en variant le choix des matériaux, mais en remarquant bientôt combien ce procédé était insuffisant pour déceler le mécanisme de la contraction.

Afin que l'écorce puisse se contracter à sa guise dans des conditions de parfaite symétrie, sans que la main de l'opérateur intervienne, nous avons utilisé un dispositif qui est la reproduction de l'expérience célèbre du physicien belge Plateau, reprise par Louis Dufour dans l'étude des retards d'ébullition.

Un globule de paraffine de 6 à 10 millimètres de diamètre est immergé dans de l'alcool méthylique d'une densité égale à celle de la paraffine fondue et chauffé au bain-marie à une température légèrement supérieure à sa température de fusion.

1) E. HauG, Traité de Géologie, t. I, p. 535.

2) Revue gén. des sciences, 1910, p. 650. Bull. Soc. astronom. de France, août 1916, p. 273-281.

(3) D Franz TouLa, Petermanns Geogr. Mitt., juillet 1914, p. 8-15. — BéGuyer pe CHancourrTois, C. R. Ac. Sc.. juillet 1878. | |

À ER f

| des Constantes RTAN (1) sa densité est, pour les paraffines molles (fusion de 39° à 520) de : SRER | 0,88 à 15 degrés (solide), | 0,77 à 50 — (liquide). | La paraffine ne se mélange pas à l'alcool et ne se dissout que très faiblement dans l'alcool bouillant. La tension superficielle est assez forte pour que le globule en suspension conserve une forme parfaitement sphérique, comme on le voit dans la figure 9, Planche III. AS L'alcool méthylique a les densités suivantes :

0,795 à 20 degrés.

Si le bain d'alcool est légèrement refroidi à sa partie inférieure, le globule de paraffine trouve de lui-même une zone dans laquelle il est en équilibre.

Il est du reste facile d'arriver à la densité exacte en mélangeant un peu d alcool méthylique du commerce à l'alcool méthylique pur, en se guidant simplement sur l'équilibre du globule.

L'expérience ainsi préparée permet les observations suivantes :

Si l'on opère tout d’abord dans une éprouvette où la quantité d’alcool est petite et le

refroidissement rapide, les globules qui coulent à fond par rupture d'équilibre dès que lFécorce a une certaine épaisseur ont tous la forme que nous avons Nec «en fourneau de pipe » à la page 4.

La figure 5, Planche II, reproduit trois de ces globules et une bille de palier de bicyclette de 6,90 millimètres de diamètre servant d'échelle et de témoin de sphéricité. Au-dessus des globules on voit leurs images dans un miroir incliné à 45°, la photographie donne ainsi deux projections orthogonales des globules.

La poche déprimée se forme foujours à la partie supérieure du globule; elle n’est pas le résultat d'un appui, très léger du reste, sur le fond du récipient, qui ne laisse aucune trace.

Quelle est l'origine de cette déformation, toujours la même dans les mêmes conditions d'expérience ? Le globule, en coulant à fond {il est encore sphérique), traverse dans la partie inférieure du récipient des couches d'alcool plus froides, son hémisphère inférieur prend une écorce un peu plus épaisse et cette petite différence suffit pour que la déformation porte ensuite tout entière sur l'hémisphère supérieur, légèrement plus faible.

Nous avons justement ici un exemple de forme de contraction à surface gauche qui

(1) Recueil des Constantes physiques, p. 146.

La donne pour cette expérience la ne en d'une te forte con-

CE traction, environ 11 p. 100, en passant de l’état liquide à l’état solide. D'après le Recueil |

présente au même titre qu'un polyèdre régulier un plus petit volume pour la même surface.

Opérons maintenant sur une plus grande quantité d’alcooi ou dans une cuve à faces parallèles en glace de Saint-Gobain, où le refroidissement est plus lent et l'épaississement de l'écorce plus régulier.

Pendant que le globule est encore en suspension, on voit ie de légères saillies à sa surface (fig. 8, PI. III). Dans la position du milieu, le globule prend, par exemple, une silhouette légèrement triangulaire, mais on n'obtient pas encore en général de globules où l'allure du tétraèdre soit incontestable.

La figure 7, Planche ITI, montre deux états successifs du même globule au moment où il vient d'atteindre le fond; on voit dans le deuxième cliché le globule achever de se déformer par développement de la poche supérieure, mais en même temps se coucher sur une deuxième face moins apparente qui fait avec la précédente un angle voisin de 60°. Nous ne pouvons nous empêcher de rapprocher cette figure de celle du globe de verre (fig. 2, PI. 11) et d'y voir l'intervention d'un mécanisme commun.

Dans la figure 10, Planche IIT, qui représente de même deux états successifs d’un mème globule, la déformation tétraédrique se distingue nettement.

Nous n'avons pu obtenir les globules de la figure 6, Planche If, qui présentent alors la déformation cherchée, qu'en maintenant le globule et l'alcool en mouvement, afin d’uniformiser la solidification de l'écorce. Le procédé le plus simple pour cela est d'opérer dans une éprouvette bouchée, oscillant autour d’une position horizontale. La bulle d’air qui va et vient d'un bout à l’autre de l'éprouvette mélange régulièrement l'alcool.

Ces globules présentent cette déformation à surface gauche convexe qui ne ressemble que vaguement à un tétraèdre

Des globules assez réguliers, tels que ceux de la figure 6, Planche If, ne s'obtiennent pas à coup sûr ; ils n'ont en général qu'une silhouette à tendance triangulaire, et l'on a très nettement l'impression que si la forme tétraédrique est bien une forme d'équilibre, c'est un équilibre instable qu'une faible irrégularité suffit à rompre.

On peut s'en convaincre en interrompant l'agitation de l'éprouvette avant que la solidification soit entièrement terminée; c'est alors aux dépens de l’une des faces que se termine la contraction. Il est facile ainsi d'obtenir tous les termes de passage de la déformation en fourneau de pipe à la déformation en tétraèdre ou à quatre pôles. La première se réalise dans les conditions usuelles, pratiques, et la deuxième, idéale, ne s'obtient que par une symétrie parfaite de toutes les actions extérieures.

Notons, avant de quitter le domaine des expériences, quelques points accessoires.

La solidification apparaît au début comme un voile léger recouvrant régulièrement toute la sphère ; on ne voit pas les premiers éléments solidifiés venir se rassembler sous l'action de la pesanteur au pôle inférieur. On peut facilement s'assurer, en repêchant un slobule avant la fin de la solidification, que celle-ci procède bien de l'extérieur vers l'intérieur. L'écorce s'appuie donc bien sur un noyau liquide.

La tension superficielle qui explique la forme sphérique du globule liquide cesse théoriquement sitôt la première pellicule formée. Le globule n’en garde pas moins sa forme

= Fa

à LÉ