Sciences

Essayez de souffler une bougie d'anniversaire en inspirant, pour voir?

Temps de lecture : 2 min

La physique démontre qu'un flux d'air dirigé gagne en puissance et atteint des objets beaucoup plus éloignés.

On peut souffler une bougie même à plus d'1 mètre mais la réciproque n'est pas vraie. | Patrick S. via Flickr
On peut souffler une bougie même à plus d'1 mètre mais la réciproque n'est pas vraie. | Patrick S. via Flickr

Cet article est publié en partenariat avec Quora, plateforme sur laquelle les internautes peuvent poser des questions et où d'autres, spécialistes du sujet, leur répondent.

La question du jour: «Pourquoi les choses s’éloignent lorsqu’on souffle dessus, mais ne rentrent pas quand on aspire de l’air avec la bouche? Par exemple, une feuille de papier ou un cheveu.»

La réponse de Paul Mainwood, diplômé en physique et philosophie, docteur en philosophie de la physique:

Bizarre, non?

Cela n’a rien à voir avec la capacité de vos poumons: ils peuvent faire sortir autant d’air qu’ils peuvent en aspirer. Pour vous en rendre compte, essayez de vider vos poumons le plus possible, puis inspirez au maximum et expirez à nouveau. Vous avez expulsé et aspiré la même quantité d’air. Votre aspiration pourra simplement être plus rapide, plus lente ou de la même vitesse que votre expiration.

Pourtant, même si vous inspirez et expirez en utilisant une puissance égale, l’effet demeure: vous pouvez souffler une bougie sur un gâteau d’anniversaire placé à 1 mètre de vous, mais si vous aspirez le même volume d'air, cette bougie ne faiblira pas. Pourquoi?

La réponse tient dans la différence d’organisation du flux d’air lorsque l’on inspire et expire. Lorsque l’on souffle, on envoie l’air sous la forme d’un jet organisé, auquel on peut donner une direction spécifique avec la bouche et les lèvres. Avec de l’entraînement, on peut même faire en sorte que le jet soit relativement collimaté.

Diagramme (très technique)

Si l’on dirige bien ce jet, on peut produire des effets à une distance relativement élevée: c’est étonnant de voir comme on peut faire vaciller une bougie pourtant située loin de nous. Mais lorsqu’on inspire, il n’y a pas de collimation. On réduit la pression dans les poumons en les gonflant et l’air entre dans la bouche par la pression atmosphérique externe, si bien qu’il vient de toutes les directions. L’air n’a aucun moyen de savoir qu’il doit entrer en formant une colonne dans votre bouche: il entre de partout.

L'inspiration n'est pas l'inverse de l'expiration

Ainsi, tout mouvement de l’air perd très rapidement en intensité en fonction de la distance (c’est la loi en carré inverse), ce qui explique pourquoi votre souffle n’a aucun effet sur les objets situés un peu loin de votre bouche. En d’autres termes, l’inspiration n’est pas l’inverse de l’expiration. Et la différence est de taille.

C’est le même type d’asymétrie qui est à l’œuvre dans la célèbre énigme du tourniquet de Feynman: un gicleur est fixé à un tuyau et les jets d’eau le font tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre (par exemple).

L'énigme du tourniquet de Feynman. À gauche, un gicleur normal, à droite un gicleur inversé.

Maintenant, placez-le en bas d’une piscine et faites que le tuyau aspire l’eau. Dans son autobiographie, Richard Feynman raconte que quelqu’un a posé la question «Dans quel sens le gicleur va-t-il tourner?» au professeur John Wheeler, qui a répondu: «Hier, Feynman m’a convaincu du fait qu’il tournerait dans le sens inverse. Aujourd’hui, il m’a convaincu du contraire. Je me demande ce dont il va me convaincre demain!»

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