Comment une ventouse de fixation ("autofixante") tient-elle toute seule ?

Pourquoi une ventouse de fixation tient-elle toute seule sur une surface lisse ?

Voici la réponse : la planète Terre est dotée d’une atmosphère, qui est un milieu gazeux contenant de l’air. Cet air, bien qu’il soit gazeux et relativement léger, n’est néanmoins pas dépourvu de poids.

Le poids de l'air....

Ce poids est une force newtonienne dirigée verticalement, vers le bas : il est dû à la pression atmosphérique.

modèles de ventouses transparentes

Cette pression, qui permet entre autres à l’air de s’engouffrer dans nos poumons et nous empêche de flotter dans l'air comme les astronautes dans l'espace, est considérable : environ 100 000 Pascal ou 1 Bar (unités de pression). Au niveau microscopique, cette pression est due au mouvement brownien des molécules d’air, c’est-à-dire à la grande vitesse des molécules (plusieurs fois la vitesse du son) et aux collisions entre ces molécules et les matériaux environnant.

Un peu de pression sur la ventouse...

Lorsqu’une ventouse est simplement posée sur une surface, elle ne colle pas car l’air au-dessus, comme au-dessous de la ventouse, est à la même pression, c’est-à-dire qu’il s’exerce deux forces de même intensité des deux côtés de la ventouse, ce qui a pour effet... de n’avoir aucun effet !

Par contre, lorsqu’on applique une pression du doigt sur la ventouse pour l’aplatir sur une surface lisse, l’air en dessous s’échappe, ce qui a pour effet de réduire à zéro la pression en-dessous. Ne restant qu’une pression au-dessus, la ventouse est si fortement poussée vers le bas (100 000 Pascal ou 1 Bar) qu’elle colle à la surface.

Une ventouse sur une surface irrégulière n'adhère pas :

Ce raisonnement explique également pourquoi une ventouse ne "colle" que sur une surface parfaitement lisse et propre. En effet si la surface est un tant soit peu rugueuse ou sale, l’air peut repasser en dessous plus ou moins rapidement et ainsi équilibrer la pression entre le dessus et le dessous, ce qui fera tomber la ventouse !

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