Quand la science répond aux questions de nos enfants

Tout n'est pas aussi clair qu'il n'y paraît. Fabriquer un smartphone nécessite l'utilisation de nombreux gaz spécifiques. Mais pourquoi ?

Un smartphone est un assemblage de différents composants de haute technologie. Avant d'arriver jusqu'à vous, il doit passer par plusieurs étapes essentielles à son bon fonctionnement.

Pour garantir une fabrication optimale des micro-composants, un environnement de pureté très exigeant est nécessaire.

L'argon, l'oxygène et l'azote entrent en jeu à la plupart des étapes de fabrication pour nettoyer les surfaces et éliminer toutes les impuretés.

Les micro-composants sont un assemblage de nanostructures très complexes en 3D. Afin de créer ces structures avec une très grande précision, on utilise des gaz de gravure et de dépôts.

Sans l'aide de ces gaz, toutes ces étapes d'assemblages seraient impossibles. Et notre moyen de communication favori, envolé ! C'est clair, non ?

Tout n’est pas aussi clair qu’il n’y paraît. On sait que les aliments se conservent mieux lorsqu’ils sont gardés au froid. Mais pourquoi ?

À température ambiante, des micro-organismes comme les bactéries peuvent être présents sur nos aliments. Et ils peuvent se multiplier très rapidement, ce qui entraîne leur détérioration.

Lorsque les aliments sont exposés au froid, la situation est différente. Ces micro-organismes n’ont pas le temps de se développer, car en dessous de 32°F ou 0°C, l’eau contenue dans les aliments commence à geler.

Or, l’eau est essentielle à leur survie. Sans eau disponible, ils ne peuvent plus se multiplier et leur croissance ralentit.

C’est pour cela que l’industrie agroalimentaire utilise des températures encore plus basses que nos réfrigérateurs domestiques pour conserver les aliments : c’est ce qu’on appelle la congélation cryogénique. 

La congélation cryogénique utilise des gaz comme l’azote liquide (N2) ou le dioxyde de carbone liquide (CO2). Grâce aux propriétés de ces gaz, la température peut chuter très rapidement et atteindre des niveaux extrêmement bas.

Ce procédé permet ainsi de préserver la texture, le goût et la qualité globale des aliments. Et il convient à tous les types de produits.

Finalement, le froid ne sert pas seulement à nous rafraîchir... C’est clair, non ? 

Pourquoi la glace flotte-t-elle ?

Tout n’est pas aussi clair qu’il n’y paraît. Vous l’avez vu mille fois mais vous êtes-vous déjà demandé… pourquoi la glace flotte ? 

L’eau est une substance fascinante. Sa formule H2O cache des comportements peu communs. Normalement, quand un liquide gèle, il devient plus dense. Mais l’eau fait tout l’inverse. Quand elle passe de l’état liquide à solide (on parle de solidification), ses molécules ralentissent et s’alignent en un motif régulier qui prend plus de place. La même masse occupe donc plus de volume. Et comme densité = masse + volume, la densité baisse. C’est pour cela que la glace flotte : elle est moins dense que l’eau liquide. Un phénomène rare dans la nature mais essentiel pour la vie sous l’eau. Et Aquaman approuve !

C’est clair, non ? 

Tout n'est pas aussi simple qu'il n'y paraît. 

Chaque jour, nous levons les yeux et voyons la même chose : un ciel bleu. Enfin, la plupart du temps. 

Mais pourquoi ? 

La lumière du soleil est en fait un mélange de toutes les couleurs. Lorsque la lumière du soleil pénètre dans l'atmosphère, elle entre en collision avec de minuscules molécules d'air. Et voici l'astuce : les ondes courtes, comme le bleu, se dispersent dans toutes les directions, tandis que les ondes longues, comme le rouge, continuent leur descente. 

Ce petit tour de magie porte même un nom : la diffusion de Rayleigh. C'est tout simplement de la science. C'est pourquoi le ciel paraît bleu la plupart du temps et devient rouge et orange au coucher du soleil, lorsque la lumière traverse une plus grande partie de l'atmosphère, dispersant encore plus le bleu. Sans cet effet, les couchers de soleil ne seraient pas aussi éblouissants. Et Newton approuve.

 N'est-ce pas clair ?

Pourquoi les étoiles brillent-elles ?

Tout n’est pas aussi clair qu’il n’y paraît. Heureusement, la science est là pour nous éclairer. Les étoiles sont à des milliards de kilomètres et pourtant… on peut les voir à l'œil nu toutes les nuits parce qu’elles brillent. Pourquoi ? Une étoile, c’est une énorme boule de gaz, principalement de l’hydrogène. Et au cœur de cette boule, il fait très très chaud, assez pour que les atomes d’hydrogène fusionnent entre eux. Cette fusion dégage une énorme quantité d’énergie sous forme de lumière et de chaleur. C’est cette fusion nucléaire naturelle qui fait briller les étoiles, depuis des millions, parfois des milliards d’années. Alors la prochaine fois que vous levez les yeux vers les étoiles, vous regardez en fait des soleils très très lointains. Votre cerveau brille désormais autant que les étoiles. C’est clair, non ?

Pourquoi l’air est-il transparent ?

Tout n’est pas aussi clair qu’il n’y paraît. “Air we go”. La science à la rescousse !

L’air est partout. Pourtant, nous ne pouvons pas le voir. Mais pourquoi ? 

L’air est un mélange de minuscules molécules, principalement de l’azote et de l’oxygène. Ces molécules sont très espacées et se déplacent très rapidement. Elles ne bloquent donc pas la lumière. C’est l’opposé des pierres. Comme presque tous les solides, elles sont constituées de molécules serrées qui bloquent la lumière. 

Quand il y a du brouillard, de petites molécules d’eau dispersent la lumière dans toutes les directions, ce qui rend l’air moins transparent et donc plus difficile à voir. 

Dans des circonstances normales, l’air reste invisible simplement parce que ses molécules sont trop éloignées pour interagir avec la lumière. 

N’est-ce pas clair ?