Parmi les expériences scientifiques qu’on peut faire à la maison, il y a celle d’un corn flakes qu’on place sur un bol d’eau et qu’on attire avec un aimant. La conclusion à ce phénomène est que la céréale contient du fer.
Bien-sûr, il y a du fer métallique dedans : on le montre assez simplement à l’aide d’un mixeur et d’un aimant :
Si vous faites l’expérience vous-même, vous verrez : si votre aimant est assez puissant, ça marche très bien. Néanmoins, deux remarques peuvent être faites.
La première est que le fer dans cette nourriture est clairement du fer métallique : de la poudre de fer est ajoutée dans la nourriture. Mais dans la nature, les aliments riches en fer (amandes, haricots, cacao, foie…) ne sont pas attirés par un aimant. Le sang des vertébrés ne l’est pas non plus. La raison est que le fer n’est magnétique que sous sa forme métallique. Dissout, comme dans l’hémoglobine du sang, il n’est pas magnétisable (la raison est expliquée dans cet article, prenant le cas de l’hémoglobine sanguin).
La seconde remarque concerne l’usage du corn flakes. En effet, on peut refaire l’expérience avec d’autres matériaux : on constate alors assez vite que l’aimant attire également du papier, du polystyrène, du liège, du plastique. Or ces matériaux ne contienne pas du tout de fer, ni aucun autre composé ferromagnétique.
Alors qu’est-ce qui se passe ?
L’objet à la surface de l’eau n’importe pas : on peut mettre n’importe quoi et ça marchera, car le responsable du phénomène est l’eau, qui est diamagnétique.
Un matériau diamagnétique, c’est un matériau qui, quand il est soumis à un aimant, développe son propre champ magnétique, opposé au premier.
Pour l’eau, ça se traduit par sa tendance à légèrement fuir l’aimant :
Comme vous le voyez, il se forme un léger creux à la surface de l’eau, matérialisé par la déformation de l’image.
Avec cette propriété, n’importe quel objet placé sur l’eau donnera l’illusion d’être attiré par l’aimant, alors qu’en réalité il ne fait que tomber dans le creux à la surface de l’eau.
Cette propriété de diamagnétisme, poussé à l’extrême avec des champs magnétiques très intenses permet de faire léviter des gouttes d’eau : la force de répulsion de l’eau est alors plus forte que le poids de la goutte d’eau. Mieux encore, vu que l’eau compose l’essentiel des tissus vivants, on arrive à faire léviter de petits animaux comme des grenouilles !
L’eau n’est pas le seul matériau à être diamagnétique et à produire son propre champ magnétique quand il se trouve près d’un aimant : le carbone pyrolytique est le matériau le plus diamagnétique connu : il lévite au dessus d’un aimant !
Le bismuth est également un métal diamagnétique très connu. Certains artistes en font de petits objets décoratifs, où un petit aimant lévite entre deux blocs de bismuth :
Conclusion
Dans cette expérience, on sait que les céréales contiennent du fer et on attribue l’attraction de l’aimant à cette teneur en fer. Mais si on pousse l’expérience un peu plus loin, on s’aperçoit qu’il y a autre d’autres phénomènes en jeu : comment l’aimant peut-il attirer du papier ? du plastique ?
Dans ces cas là, l’usage d’un aimant ne permet pas de mettre en évidence du fer dans les céréales : une céréale n’en contenant pas serait également attirée. Il a donc fallu trouver une autre expérience : il s’agit de celle dans la vidéo au début de l’article, avec un mixeur.
Des explications contre-intuitives ou des expériences aux résultats surprenants ne sont pas rares en science : c’est ce qui fait la science.
En voici quelques autres :
- si les arbres puisent ses ressources dans le sol, pourquoi ne voit-on pas de creux au pied des arbres ?
- si le thermomètre de Galilée contient des capsules en verre, comment se dilatent-elles ?
- pourquoi le radiomètre de Crookes tourne-t-il dans le sens inverse de ce qu’on avait prévu ?
