Bière, biscuits, rideaux de douche et une ignominie 

Midi-Pizza, 23 octobre 2002   Marie-Hélène Genest

 
 
 
 
 

Les ‘Ig Nobel Prizes’  

• Depuis 1991, ces prix sont décernés pour l’obtention de résultats qui ne pourraient – ou ne devraient – pas être reproduits…
• 10 prix sont remis chaque année dans diverses catégorie, dont Physique
• Les prix sont remis par de vrais prix Nobel lors d’un gala au Sanders Theatre de Harvard
• Initiative de la revue Annals of Improbable Research, en collaboration avec Harvard Computer Society, Harvard-Radcliffe Science Fiction Association et Harvard-Radcliffe Society of Physics Students

 
 
 
 
 

Ceux qu’on va voir en détail aujourd’hui 

• Physique 2001, David Schmidt (U.Massachussets)

« Pourquoi le rideau de douche est aspiré vers l’intérieur » 

• Physique 2002, Arnd Leike (U. Munich)

« Démonstration du fait que la mousse de bière       obéit à une loi de décroissance exponentielle » 

• Physique 1999, Len Fisher (Bath)

« Méthode optimale de trempage d’un biscuit » 

• Santé 1999, George & Charlotte Blonsky (San Jose)

« Invention d’un dispositif d’aide à la naissance »

 
 
 
 
 

Le mystère du rideau de douche 
ou pourquoi est-il toujours aspiré vers l’intérieur et finit par nous coller à la peau? 
 

• Effet Bernouilli :

     La pression statique dans un fluide décroît au fur et à mesure que sa vitesse augmente… L’air à l’intérieur de la douche, entraîné par le transfert d’impulsion des gouttes d’eau, a une pression moindre que l’air stagnant à l’extérieur de la douche. Cette différence de pression engendre le mouvement du rideau vers l’intérieur ! 
 
 
 

   NE TIENT PAS EN COMPTE L’EXISTENCE MÊME DES GOUTTES … 

David Schmidt 

Deux hypothèses qui étaient jusqu’alors admises, sans plus de preuves: 

•    Effet de cheminée (buoyancy):

     L’air chauffé monte et de l’air plus frais entre par le dessous du rideau afin de combler le manque.

        MAIS L’EFFET EST LÀ MÊME POUR UNE DOUCHE FROIDE !?!

 
 
 
 
 

Le mystère du rideau de douche… 
… la suite … 

• En bon ingénieur mécanique spécialiste des modélisations numériques de jets, M. Schmidt décide de résoudre numériquement le problème.
• Il résout les équations de mouvement des fluides basées sur la conservation de la masse et de l’impulsion en tenant compte des deux phases de l’eau et de l’air.
• Sa simulation calcule le transfert d’impulsion entre les gouttes et l’air et tient compte de la déformation des gouttes d’eau
• Simule le bain, le rideau, le jet et la pièce contenant la douche
• Durée de la simulation: 30 secondes de douche…
• Temps de CPU requis: 2 semaines, à la maison

 
 
 
 
 

Le mystère du rideau de douche 
… des résultats … 

• L’air à l’intérieur de la douche, entraîné par le jet et confiné par les murs, forme un vortex dont l’axe est perpendiculaire au plan du rideau.
• La zone de basse pression au centre du vortex est de plus basse pression que celle prédite par effet Bernouilli seulement.
• C’est donc le vortex qui est la cause principale …

 
 

Pour voir ce phénomène:

il faut un rideau de douche léger et un jet puissant

On peut voir le vortex créé:

il suffit de partir la douche, se mettre la tête à l’intérieur et de mettre un peu de fumée…

Pour régler le problème:

avoir un rideau de douche plus lourd ou avec des aimants ! 
 

 
 
 
 
 

Décroissance exponentielle  
de la mousse de bière 
Eur.J.Phys. 23 (2002) 21-26 

• La loi exponentielle peut être dérivée en considérant que volume dV de mousse disparaissant dans un temps dt est proportionnel au volume V présent au temps t.
• Puisque le verre est cylindrique avec une section A, le volume est proportionnel à la hauteur et on peut écrire:

 
 
 

Arnd Leike 

Paramètre libre:    dépend de la bière étudiée

 
 
 
 
 

• Verre de diamètre 7.2 cm rempli de bière immédiatement après la décapsulation. Température de la bière : 19°C.
• Temps caractéristique de formation de la mousse : quelques secondes.
• Temps caractéristique pour la ‘désintégration’ de la mousse: quelques minutes.
• On approxime donc que, quelques secondes après le maximum de mousse, seule la disparition de mousse joue un rôle.
• Trois bières ont été testées:

 

Erdinger Weissbier Augustinerbräu München Budweiser Budvar    
 

Décroissance exponentielle  
de la mousse de bière: expérience

 
 
 
 
 

• Les résultats suggèrent que les trois bières peuvent être différenciées par la décroissance de leur mousse, à 19°C.

    (erdinger)= 276 ± 7 s

    (augustinerbräu)= 124 ± 6 s      68% CL

    (budweiser)= 168 ± 4 s

• Test à 11°C avec la Erdinger Weissbier donne un  = 255 ± 14s

    (peu de changement en fonction de la température ? ) 

Décroissance exponentielle  
de la mousse de bière: résultats 

Ici, le véritable but de l’article était plutôt de donner une méthode d’enseignement de la minimisation du ² …

 
 
 
 
 

Optimisation du temps de trempage … des biscuits ! 

• Le problème:

Voir son biscuit se ‘désintégrer’ dans le thé après l’avoir trempé trop longtemps…

• La cause:

Quand le thé chaud entre par les pores du biscuit, le sucre fond et la structure devient instable… 

• besoin d’une table de temps d’optimisation du trempage

     (le plus de thé absorbé possible sans briser) 

• Une équipe de l’Université de Bristol s’est penchée sur la question

 
 
 

Len Fisher

 
 
 
 
 

Optimisation du temps de trempage …suite… 

• L’équation de Hagen-Poiseuille:

 
 

viscosité 

distance parcourue par le liquide dans le capillaire 

Pression entraînant l’entrée du liquide  

Rayon du capillaire 

• La pression causée par le ménisque d’un liquide sur un capillaire:

 
 

Tension de surface 

• En combinant les deux et en intégrant, on obtient l’équation de Washburn:

 
 
 
 
 

• L’équation relie le temps de trempage du biscuit à la quantité de thé absorbé en fonction de la porosité du biscuit et de la viscosité du thé (et donc sa température)
• Pour obtenir le temps de trempage optimal, il faut donc connaître la quantité de thé maximale qui peut être absorbée par les biscuits
• Quantité évaluée en ajoutant du thé à la pipette sur un biscuit et en évaluant la structure au microscope.

Résultats:

    Biscuit à l’avoine ou au gingembre  3 à 4 secondes

     Biscuit digestif (régulier ou au chocolat)   8 secondes

     Et les oréo dans tout ça? 

Optimisation du temps de trempage …suite…

 
 
 
 
 

La méthode de trempage conseillée 

1. Tremper le biscuit presque à plat pour le temps suggéré 

2. Retourner vivement le biscuit (partie encore solide en dessous) 

3. Manger le biscuit

 
 
 
 
 

Autres recherches de M.Fisher 

• Avec quelle breuvage accompagner les biscuits ? (sans trempage)

 

Le meilleur : le lait au chocolat (goût x 10)

Le pire : la limonade (goût / 10) 
 

• Quel pain absorbe le plus efficacement la ‘sauce brune’ ?

 
 
 
 
 

Table de naissance U.S Patent 3,216,423 
 
 

• La table est conçue pour faciliter l’accouchement                                           

           … par la force centrifuge … 

• On parle donc bien ici d’une table rotative !
• La force centrifuge ‘aide’ le travail de la mère

 
 
 
 
 

Table de naissance U.S Patent 3,216,423 

Le filet pour attraper le nouveau-né 

La mère

 
 
 
 
 

Table de naissance (torture ?)  
…suite et fin… 

      Une fois le nouveau-né ‘attrapé’ par le filet, un        mécanisme arrête la rotation de la table. 

• Il existe aussi un frein manuel.

 

• De toute façon, la table est conçue pour empêcher toute accélération centrifuge qui pourrait être ‘nuisible’, c’est-à-dire, selon les auteurs, dépassant 7g !
• Les pilotes de F-16 peuvent subir jusqu’à 9g, mais ils ont subi un entraînement, portent des habits spéciaux…  ET ILS NE SONT PAS EN TRAIN D’ACCOUCHER!

 
 
 

    Heureusement, aucun essai de ce dispositif n’est répertorié !

 
 
 
 
 

Pot-pourri 

          Dr. Jack et Rexella Van Impe (Rochester Hills, Michigan) 
 
 
 
 
 

Prix d’astrophysique 2001

Pour leur découverte que les trous noirs remplissent toutes les conditions techniques pour être la localisation de l’enfer. 
 

 
 
 
 
 

Prix Technologie 2001 

Conjointement:

John Keogh (Hawthorn, Australie)

Bureau des brevets australien 
 

Le premier pour avoir tenté de breveter la ROUE en 2001 

Le second pour avoir délivré le brevet #2001100012 

 
 
 
 
 

Littérature 2000 

Ellen Greve (Australie) 
 
 
 
 
 

Créatrice du ‘breatharianism’ pour son livre Living on Light dans lequel elle explique que, même si certaines personnes mangent, les humains n’ont pas vraiment besoin de nourriture pour vivre.  
 

         

 
 
 
 
 

Paix 1999 

Charl Fourie et Michelle Wong (Johannesburg, Afrique du Sud)  
 
 
 
 
 
 
 
 

Pour l’invention d’un signal d’alarme antivol pour automobiles qui consiste en un système de détection doublé d’un lance-flammes.