Comprendre ce qui pourrait, un jour, nous permettre de grimper aux murs comme Spiderman !

Laetitia Dies, Laboratoire de physique des solides (LPS)

Comme beaucoup de personnes, j’ai grandi en regardant les films de Spiderman. C’est tellement fascinant de le voir grimper aux murs que je pense que nous sommes nombreux à vouloir faire pareil !

La motivation de ma thèse est de comprendre ce qui pourrait, un jour, nous permettre de grimper aux murs comme Spiderman ou d'y accrocher des objets qui ne saliront plus et n'abimeront plus les murs. En fait, le phénomène physique qui permet tout cela s’appelle l’adhésion. Pour comprendre ce phénomène, il faudrait pouvoir étudier spiderman. Mais ça, ce n’est pas possible. Il faut donc trouver un équivalent dans la nature. Cet équivalent, c'est le gécko, un petit lézard qui grimpe aux murs comme spiderman. Et lui, on peut l'étudier.

Si l’on regarde attentivement les pattes des géckos, on voit que leurs pattes sont composées de petits filaments déformables de tailles 1000 fois plus petites qu’un cheveu. Ce qui fait qu’il y en a énormément sous le contact, tellement que, quand le gécko touche un mur, ces petits filaments vont se déformer augmentant ainsi l'aire de contact et donc, nous comprenons bien que l’adhésion va aussi augmenter. Mais comment fait le gecko pour que toutes les petites aspérités de ses pattes touchent le mur quand il va être en contact ? Eh bien, tout simplement, il va appuyer sa patte contre le mur.

C’est exactement ce mécanisme de formation de contact qui m'intéresse. Dans ma thèse, je veux comprendre comment 2 objets rugueux que l'on presse l’une contre l’autre permettent d’augmenter l’adhésion en créant plus de contact. Pour cela, j’utilise une expérience qui imite le contact entre une patte d’un gécko et le mur.

Cependant, j’ai beaucoup simplifié la géométrie de la patte du gécko afin de pouvoir trouver des modèles pour comprendre l’adhésion. L’expérience que je réalise consiste à mettre en contact une petite bille de caoutchouc déformable d'environ un millimètre, avec une surface constituée de plusieurs petits piliers déformables de taille 100 fois plus petite que la bille.

Dans cette expérience, je peux à la fois mesurer la force d’adhésion et le contact entre la bille de caoutchouc et la surface. Quand la bille appuie légèrement sur les piliers, il va y avoir peu de contact et donc une faible adhésion. Quand la bille appuie fortement sur les piliers, les piliers vont êtres comprimés ce qui donne une aire de contact plus grande et donc une forte adhésion.

Au-delà de ces expériences, ce que je conçois, c’est un modèle qui va permettre de faire le lien entre l’adhésion et le contact. Ce modèle permettra à terme de pouvoir faire mieux que le gécko et accrocher des objets au mur qui tiennent à la façon de spiderman. Ainsi, on n’aurait plus besoin de salir ou abîmer nos murs et pourquoi pas grimper aux murs comme Spiderman ! Ce serait bien non ?

 

Laetitia Dies est en 2ème année de thèse au laboratoire de physique des solides (Université Paris-Sud).

Elle étudie "L'adhésion, friction et mouillage aux interfaces texturées".