La grande salle "électrostatique" (B sur les plans) est fermée au public pour maintenance.
Des exposés d'électrostatique sont toutefois programmés dans la petite salle "Champ électrique"  (D sur les plans)


Tous publicsPhysique

Pour découvrir ou redécouvrir la physique d'une manière vivante, attractive et sans besoin de connaissances préalables !

Tous publicsPhysique

1. Électrostatique

Électrostatique

À l’aide d’une machine haute tension de 350 000 V, c’est un véritable spectacle que nous proposons aux visiteurs tout en les invitant à participer à certaines expériences, notamment la fameuse expérience des cheveux qui se dressent sur la tête, ainsi que l’expérimentation avec la cage de Faraday. L’objectif de cet exposé est de familiariser le public avec les notions de base de l’électrostatique à travers des expériences spectaculaires, incluant éventuellement l’expérience de la « maison de Franklin ».

Tous publicsPhysique
La foudre

Il n’est généralement pas possible de présenter toutes les expériences au cours d’une séance d’électrostatique. C’est pourquoi nous proposons certains jours un exposé spécifique de 25 minutes consacré à la foudre et aux paratonnerres. C’est au cours de cet exposé que le public peut assister à l’explosion de la « maison de Franklin »… lorsque son paratonnerre est mal installé.

© C.Rousselin - Universcience
Quelques expériences d'électrostatique

Salle champ électrique

Au cours de cet exposé les expériences sont un peu moins spectaculaires que dans la salle Électrostatique, mais elles sont souvent très surprenantes. De plus, le matériel expérimental permet de mieux analyser la physique en jeu dans les phénomènes électrostatiques et d’entrer davantage dans les détails des mécanismes. De nombreux sujets sont abordés : champ électrique, ionisation par effet de pointe, cylindre et cage de Faraday, condensateur démontable, bouteille de Leyde, électroscope…

Électricité et condensateurs

Salle champ électrique

Introduction concernant les deux types de charges électriques. Comment charger un conducteur par influence. Application des notions précédentes avec le carillon et les condensateurs. Présentation d’un condensateur démontable. Notions sommaires sur le diélectrique parfait et les lignes de champ électrique (analogie avec une cage de Faraday).

© C.Rousselin - Universcience

2. Sons et vibrations

Le phénomène sonore

Lors de cet exposé, différents thèmes illustrés d’expériences peuvent être abordés :

  • Découverte de l’oreille ;
  • Observation oscillographique des sons ;
  • Mesure de la vitesse du son dans l’air en utilisant un tuyau de 34 mètres ;
  • Diapasons, battements, résonance, effet Doppler et autres phénomènes selon le public ;
  • Hauteur musicale, timbre en utilisant un synthétiseur sonore et des tuyaux d’orgue.
Tuyaux sonores et résonateurs

Présentation de la célèbre soufflerie d’essais construite vers 1860 par Aristide Cavaillé-Coll (1811-1899). Elle est constituée d'une cinquantaine de tuyaux d'orgue (tuyaux à bouche et à anche) alimentés par des soufflets remplis d'air qui fournissent les différents timbres du "La". Elle accompagnait le facteur d'orgues dans tous ses déplacements et lui servait de référence de mesure.

Propagation des vibrations

Ondes stationnaires (nœuds et ventres) sur une grande corde vibrante.
Mise en vibration de plaques métalliques excitées par un archet et observation de figures de Chladni dessinées par du sable, matérialisant les lignes nodales (de non vibration) des ondes stationnaires transversales.
Parallèle entre la grande corde, les plaques et une guitare.

    Observation stroboscopique

    L’observation stroboscopique permet la visualisation de phénomènes périodiques trop rapides pour être suivis par l’œil : mouvements apparents d’un disque en rotation et d’une corde vibrante.

    © C.Rousselin - Universcience

    3. Électromagnétisme

    Expériences d’électromagnétisme

    Un exposé traditionnellement en deux parties : une première au cours de laquelle les bases de l’électromagnétisme sont posées à l’aide d’un gros électroaimant de 10 tonnes pouvant délivrer un champ magnétique de 1 Tesla.

    Très spectaculaire, cette première partie de l’exposé fait participer des visiteurs « costauds » qui mesurent la force qu’ils sont capables d’exercer sur une barre en fer à celle qu’exerce le champ magnétique…
    La deuxième partie, encore plus spectaculaire, met en jeu des courants alternatifs très intenses avec deux moments forts : un plateau de 1 kg en lévitation - ou « plateau volant » - et une expérience où des étincelles de 1,5 mètre déchirent l’air grâce aux 1 500 000 volts délivrés par un dispositif situé juste au-dessus de la tête des visiteurs !

    © C.Rousselin - Universcience

    4. Magnétisme et supraconduction

    Aimants et magnétisme

    L’objectif de cet exposé est de familiariser le public avec les principaux aspects du magnétisme ramenant à la vision microscopique de la matière. Certaines expériences, comme la visualisation des domaines magnétiques, la répulsion de l’eau par un aimant, la sustentation magnétique… sont tout à fait spectaculaires et méritent la visite de cet exposé, si toutefois on est prêt à faire un petit effort de concentration pour suivre les explications.

    La supraconduction

    Les expériences sont réalisées avec des pastilles supraconductrices YBaCuO dites « haute température ». Au programme : lévitation par courants induits, effet Meissner, « train à lévitation »…

    © C.Rousselin - Universcience

    5. Mécanique

    Coriolis, Foucault et son pendule

    Il s’agit de voir et surtout de comprendre pourquoi la physique mais aussi les gestes de la vie courante se déroulent de manière si différente et étrange lorsqu’on les pratique sur un plateau qui tourne. Pourquoi la force centrifuge est-elle qualifiée d’inertie, de même que la force de Coriolis ? Quel effet a la rotation de la Terre sur elle-même sur les vents, les courants marins, les avions… ? Comment Léon Foucault montre-t-il que la Terre tourne sur elle-même ?
    Si l’horaire le permet, un gyroscope de démonstration permet de compléter l’exposé avec une introduction à la physique en jeu dans ce remarquable appareil mis au point par Léon Foucault.

    © C.Rousselin - Universcience

    6. Fluides

    Les fluides : quelques expériences

    Qu'est-ce qu'un fluide ? Qu'est-ce que la pression ? Est-ce que l'air pèse ? Comment peut-on le peser ? Comment fonctionnent les ballasts d'un sous-marin ? La vessie natatoire des poissons ? Comment fonctionne une presse hydraulique ? Qu'est-ce que la pression atmosphérique ? Comment varie-t-elle avec l'altitude ? Comment fonctionne un baromètre ? Comment l'eau fait-elle pour monter dans une seringue ? Pourquoi une ventouse fait-elle ventouse ? Qu'est-ce que l'effet Venturi ? Le principe de Bernoulli ? Une panoplie d’expériences permet de répondre à toutes ces questions et à bien d’autres encore !

    © C.Rousselin - Universcience

    7. Chaleur

    Salle Fluides -Chaleur

    Changer d’état : de – 220°C à + 100°C

    C’est à travers des expériences surprenantes et spectaculaires mettant en jeu notamment de l’azote liquide (-196°C) que l’on introduit auprès du public les notions de base de la thermodynamique. Comment un liquide peut-il geler et bouillir simultanément ? Qu’est-ce que le zéro absolu ? Quelle différence y a-t-il en évaporation et ébullition ? C’est à l’ensemble de ces questions et à bien d’autres encore que l’on s’intéresse au cours de cet exposé.

    Liquéfaction des gaz

    On peut liquéfier un gaz en le refroidissant. Peut-on liquéfier un gaz en le comprimant ? C’est en tentant de répondre à cette question, et face à aux échecs répétés dans leur tentative de liquéfier notamment l’azote et l’oxygène par compression que physiciens et chimistes introduisent à tort au XIXe siècle la notion de « gaz permanent ». Pour comprendre où était leur erreur, la notion de « point critique » est essentiel. C’est au cours de cet exposé que le public découvre également l’existence de cet état de la matière que l’on appelle
    « hypercritique ».

    Exposé relatif au second principe

    En complément de l’exposé relatif aux changements d’état, nous proposons aux groupes scolaires  de Terminale et supérieure la présentation du second principe à travers le fonctionnement d’un moteur thermique Stirling où le cycle de Carnot et la notion de rendement sont abordés.

    © C.Rousselin - Universcience

    8. Physique nucléaire et des particules

    Salle Nucléaire

    Radioactivité


    Une série d'expériences, certaines historiques, permettent de familiariser progressivement le public avec les désintégrations radioactives. L'objectif est aussi de faire comprendre aux visiteurs que la radioactivité est un phénomène naturel, que la Terre et les êtres vivants sont radioactifs. Quelques notions de radioprotection sont éventuellement abordées. Un seul chiffre permet de mieux évaluer le taux naturel des désintégrations : dans le corps d'un adulte, 8 000 noyaux se désintègrent toutes les secondes. Chacun d'entre nous est donc radioactif à titre de 8 000 becquerels !

    Einstein et les rayons cosmiques

    Nous sommes en permanence traversés par des particules dites « cosmiques » car en provenance du ciel. Plusieurs détecteurs permettent de compter leur flux au niveau du sol, et même de visualiser les trajets suivis par certaines d'entre elles. La manière dont les particules appelées « muons » apparaissent dans les hautes couches de l'atmosphère puis traversent le ciel avant d'atteindre le sol et nos détecteurs est un bon prétexte pour introduire les notions de base de la relativité einsteinienne.

    Les réactions nucléaires, le neutron

    Grâce à un accélérateur de particules permettant d'accélérer des noyaux de deutérium, des réactions de fusion nucléaire sont provoquées. Ces dernières produisent des neutrons.
    Nous les employons dans deux expériences :
    - premièrement pour irradier de l'uranium naturel afin d'en provoquer la fission, comme dans les centrales nucléaires,
    - deuxièmement pour irradier une pièce en argent afin de transmuter certains atomes d'argent en cadmium. Tous les principes fondamentaux de la physique nucléaire peuvent être abordés à travers ces deux expériences.

    © C.Rousselin - Universcience

    9. Optique

    La marche des rayons de lumière

    Pourquoi lorsqu'il est vu à travers une loupe un objet parait plus gros ? Comment, dans un désert, se forme un mirage ? La présentation des lois de la réflexion et de la réfraction donne les clefs pour répondre aux questions précédentes et à bien d'autres. Au cours de cette présentation, un grand nombre de dispositifs d'optique sont présentés. En fonction de l'âge du public, des niveaux d'explications simples ou plus complexes sont proposés.

    Mirage

    Qu'est qu'un mirage ? Comment se forme-il ? Quels sont les mécanismes et les conditions misent en jeu dans son apparition ? Peut-on photographier un mirage ? Construit autour d'une expérience simple qui en présente un, cet exposé se donne pour but de répondre à ces questions.

    © C.Rousselin - Universcience

    10. Lumière

    Laser

    Ce mot fascine encore aujourd'hui les plus petits comme souvent les plus grands. Mais qu'est qu'un laser ? Et la lumière laser, en quoi se distingue-t-elle de la lumière naturelle ou de la lumière artificielle de nos éclairages électriques ? Comment est-elle produite ? Pour répondre à ces questions, différents lasers sont présentés et notamment un laser de puissance pour la découpe des matériaux.

    De la lumière aux ondes radios

    Depuis la création de la radio, de la télévision, et récemment des téléphones mobiles, nous « baignons » en permanence dans un océan d'ondes électromagnétiques. Qu'est ce qui caractérise ces types de rayonnement ? Comment sont-ils produits ? En quoi la lumière appartient-elle à cette famille de rayonnement ? Une multitude d'expériences avec différents émetteurs permettent de répondre précisément à ces questions.

    Lumière sur les couleurs

    Voici un phénomène si familier… Et pourtant que de questions soulève-t-il. Comment les couleurs sont-elles créées ? Sont-elles une caractéristique de la matière ? Pourquoi le mélange de couleurs avec de la lumière est-il différent du mélange de couleurs en peinture ? Pour répondre à ces questions et bien d'autres encore, le public est convié à un grand nombre d'expériences qui lui montreront notamment que les couleurs ne sont pas là où on croit qu'elles sont ! Et que les couleurs de certaines parties des plumes de paon sont d'un autre type que celles des vêtements que nous portons.

    Lumière polarisée

    La polarisation de la lumière n'est pas étudiée au collège ou au lycée, aussi est-elle peu connue du plus grand nombre. Or, elle est très souvent utilisée dans l'industrie. D'autre part, des phénomènes naturels la produisent. Nos yeux d'êtres humains ne perçoivent pas de différences entre cette lumière polarisée et la lumière naturelle. Il en n'est pas de même pour certains insectes. De plus, sa découverte et les tentatives d'explications sur sa nature tiennent une part non négligeable dans l'histoire des sciences. Voilà pourquoi nous avons tenu à en faire un sujet d'exposé.

    Onde ou corpuscule ?

    Qu'est-ce que la lumière ? Et la matière ? Sont-ils faits de grains ou sont-ils vibrations ? La lumière est onde bien sûr. Et la matière est faite d'atomes donc de grains. Des évidences que tout cela. Est-ce bien sûr ? Un grand nombre d'expériences présentent des découvertes qui ont profondément bouleversé nos conceptions des lois qui régissent la nature. En retraçant l'histoire de ces découvertes, c'est à une introduction à la physique quantique que nous vous invitons.

    © C.Rousselin - Universcience