C'est quoi un volcan ? Comment les couleurs sont créées ? Pourquoi c'est comme ça ? Pourquoi-ci ? Autant de questions auxquelles vous devez répondre... Les enfants sont curieux et c'est tant mieux ! C'est l'occasion de réaliser des expériences faciles pour que vos garnements apprennent plein de petites choses. 

En plus de les amuser, les activités stimuleront leur curiosité et développeront leur sens de l'observation. Et qui sait, ces expérimentations susciteront peut-être des vocations scientifiques ? Des expériences spectaculaires et sans danger

1. La canette bancale

 Matériel nécessaire - Une canette vide - Un peu d'eau    Durée : 5 minutes     Difficulté : facile 

Certaines boissons sont vendues dans des canettes en aluminium qui ont toujours à peu près la même forme cylindrique. Leur fond est bombé vers l'intérieur et elles reposent de façon très stable sur un rebord circulaire. Rien de surprenant jusque-là. Et pourtant… 

Description Si vous inclinez une canette et que vous essayez de la faire tenir en équilibre sur son rebord inférieur une fois penchée, vous risquez de vous arracher les cheveux. Mais ce n'est pas impossible ! Il suffit de verser un peu d'eau dans une canette vide : environ 50 ml, c'est-à-dire une petite tasse à café, pour une canette de 33 cl. 

Reste à trouver le bon angle d'inclinaison, et l'on peut lâcher la canette : elle tient penchée très facilement. 

Explication Pour qu'un objet tienne en équilibre, il faut que son centre de gravité soit aligné verticalement avec son point d'appui. Si une canette est entièrement vide ou pleine, son centre de gravité se trouve au milieu du cylindre. Il reste à cet endroit quand la canette est penchée et se retrouve donc décalé sur le côté au lieu d'être à la verticale du point d'appui : la canette tombe. Mais si la canette contient un peu de liquide, celui-ci se répartit de part et d'autre du point d'appui quand on la penche. En en ajustant correctement la quantité, on peut ainsi compenser le poids de la canette elle-même et garder le centre de gravité de l'ensemble à la verticale du point d'appui : cette fois, ça tient !

 Bonus Sodas, jus de fruits ou bières, on trouve beaucoup de boissons différentes en canettes, ce qui fait de cette expérience un super défi d'apéro en famille. Attention quand même : cela ne marche pas toujours du premier coup. Gardez une éponge à portée de main ! 

2. La surfusion

 Matériel nécessaire - Une bouteille d'eau minérale - Un congélateur Durée : 3 heures Difficulté : facile On a l'habitude de voir de l'eau liquide ou, avec le retour des beaux jours, sous forme de glaçons. Mais ce n'est pas si fréquent d'observer son passage de l'état liquide à l'état solide. Encore moins quand ce changement est quasi instantané ! Et pourtant… 

Description Mettez la bouteille d'eau minérale au congélateur pendant 2 h 30 à 3 heures puis récupérez-la en la manipulant tout doucement : l'eau qu'elle contient devrait encore être liquide. Donnez une pichenette à la bouteille ou tapez-la d'un coup sec sur un support. Surprise ! Elle va geler sous vos yeux.

Explication L'eau est censée se solidifier quand elle est refroidie à moins de 0 °C. Mais les températures de nos congélateurs ne suffisent pas forcément à déclencher ce phénomène : il faut une autre perturbation, comme un choc, des vibrations (si l'on attend assez longtemps, celles du congélateur suffisent) ou une impureté pour que les premiers cristaux de glace se forment. En dessous de 0 °C, l'eau encore liquide se trouve dans un état dit de surfusion : elle est prête à se solidifier si on lui fournit le bon déclencheur. 

Bonus Si vous voulez tester autre chose qu'un choc, vous pouvez verser de l'eau surfondue sur des glaçons pour construire des stalagmites glacées, ou plonger le coin d'un glaçon dans un verre d'eau en surfusion pour la faire geler. L'eau en bouteille contient peu d'impuretés, ce qui lui permet de ne pas se transformer en glace trop facilement, mais l'expérience peut fonctionner avec de l'eau du robinet. À vous de tester !

3. Les ballons increvables 

Matériel nécessaire - Des ballons de baudruche - Des pics à brochette - Des clous ou des punaises - Une planche ou du carton - Une orange Durée : 15 minutes Difficulté : intermédiaire Lorsqu'on gonfle un ballon de baudruche, le caoutchouc qui le compose se tend. Si bien que, quand on y perce un trou, la fissure se propage rapidement à l'ensemble du ballon, qui éclate. Il semble donc peu malin d'en approcher un pic à brochette. Et pourtant…

Description Pour cette expérience, nous vous proposons trois façons différentes de maltraiter des ballons. 1 Première possibilité : les transpercer avec des pics à brochette... sans les faire éclater ! Si vous collez un morceau de ruban adhésif à la surface d'un ballon et que vous plantez votre pic au milieu de cette zone renforcée, le ballon résistera. Idem si vous enfoncez doucement votre pic juste à côté du nœud du ballon et que vous le faites ressortir à l'opposé, dans la partie renforcée. Vous devriez obtenir une belle brochette ! Si le bois du pic accroche, trempez-le dans du liquide vaisselle ou de l'huile pour le lubrifier et éviter ainsi de déchirer le ballon. 2 Le ballon a-t-il encore une chance si l'on utilise des objets plus pointus ? Étonnamment, oui. Plantez une quinzaine de clous à travers une fine planche ou transpercez un morceau de carton rigide avec autant de punaises, de façon que leurs pointes soient à seulement un ou deux centimètres les unes des autres. Posez votre ballon sur cette surface menaçante. Il faudra appuyer assez fort pour qu'il finisse par éclater : coincez-le donc avec un objet, comme une autre petite planche, au lieu de le tenir à la main. Vos doigts n'ont pas envie d'affronter à leur tour les piquants quand le ballon cédera. 3 Mais les ballons ont aussi des fragilités inattendues : pour le vérifier, armez-vous d'une épluchure d'orange ! Pliez-la au-dessus d'un ballon. De petites gouttes de liquide, pas forcément visibles, vont en gicler et, si le ballon a été bien gonflé, il devrait éclater à leur contact.

  Explication La fragilité des ballons vient de la facilité avec laquelle les fissures se propagent dans le caoutchouc tendu. Dans l'expérience avec les pics à brochette, on bloque cette propagation avec du ruban adhésif, qui coince le caoutchouc, ou en passant à travers les zones où celui-ci est moins tendu et plus épais. Dans l'expérience avec les clous ou les punaises, on évite carrément la formation des fissures en répartissant la pression entre les pointes : plus il y en a, moins chacune d'elles force sur le caoutchouc. C'est le principe qui permet aux fakirs de s'allonger sur une planche à clous : pas de magie là-dedans, juste de la physique. Et les épluchures d'orange, dans tout ça ? Celles-ci sont parsemées de petites poches remplies d'un liquide qui contient du limonène, une molécule qui donne leur odeur à certains agrumes. Or, la structure chimique du limonène est très proche de celle du caoutchouc des ballons ! Si bien que, lorsqu'un peu de limonène arrive à la surface d'un ballon tendu, cette molécule s'insère entre celles du caoutchouc et forme un petit trou, qui peut suffire à faire éclater le ballon. Il faut avoir les bons fruits et des ballons bien gonflés, mais le match est sans appel : Orange 1 - Baudruche 0.  

 4. Le canon de Galilée 

Matériel nécessaire - Une grosse balle - Une petite balle - De la place en extérieur Durée : 5 minutes

Difficulté : intermédiaire Si vous tenez une balle, que vous tendez les bras devant vous à l'horizontale et que vous la lâchez, elle va rebondir moins haut que sa position initiale. En effet, une partie de l'énergie de la balle est perdue quand elle touche le sol et il lui en reste donc moins pour remonter. Ce qui est un peu décevant. Et pourtant… 

Description Vous n'aurez besoin que d'un seul objet pour faire prendre de la hauteur à votre balle récalcitrante : une seconde balle, plus grosse que la première. Empilez verticalement les deux balles en mettant la plus petite au-dessus de l'autre, tenez-les à bout de bras et lâchez-les en même temps. La grosse balle ne va quasiment pas rebondir, mais la petite va être projetée bien au-delà de la hauteur de départ !

Explication Après avoir été lâchée, la grosse balle atteint le sol en premier, et elle est déjà en train de rebondir quand la petite lui tombe dessus. La grosse balle propulse donc la petite vers le haut, comme si on l'avait frappée avec une raquette. Elle lui transfère ce que les physiciens appellent une quantité de mouvement, qui dépend de la masse et de la vitesse d'un objet. La petite balle ayant une masse moins importante que la grosse, la quantité de mouvement qu'elle récupère se traduit par une augmentation importante de sa vitesse, ce qui lui permet de rebondir très haut. Le résultat dépendra des balles que vous utilisez et de la dureté du sol sur lequel elles rebondissent, mais cela peut être assez spectaculaire avec une balle de tennis et un ballon de basket.

  Bonus Cela demande un peu d'adresse, mais sachez que l'expérience marche encore mieux en empilant davantage de balles, de la plus grande à la plus petite. Vous aimez les défis ? Le record du monde est à 9 mètres, avec cinq balles !

 5. L'effet allasonique 

Matériel nécessaire - Une tasse - Du café soluble - De l'eau chaude - Une cuillère Durée : 5 minutes Difficulté : facile Imaginez un matin difficile, avec rien d'autre à boire que du café soluble. Ce réveil morose ne fait pas franchement envie. Et pourtant…

Description Versez un peu de café soluble dans une tasse, complétez avec de l'eau chaude - cela marche aussi avec du chocolat en poudre et du lait -, mélangez un peu et tapez sur le bord de votre tasse avec votre cuillère. Plusieurs fois de suite. Faites taire la petite voix dans votre tête qui signale que cette pauvre tasse n'a rien fait pour mériter une telle maltraitance, et écoutez plutôt le bruit que fait votre cuillère : la note obtenue en frappant la tasse devient de plus en plus aiguë !

Explication Ce phénomène physique porte le nom d'effet allasonique ou, de façon plus réconfortante, effet chocolat chaud. Il est dû aux bulles produites par le café soluble ou le chocolat en poudre. En effet, les sons sont des vibrations de la matière, qui se propagent dans le liquide contenu par notre tasse martyrisée et dans l'air, jusqu'à atteindre nos tympans. Or, la matière est plus tassée dans un liquide que dans un gaz. Lorsque le son engendré au début de l'expérience traverse les bulles contenues dans le mélange, il est ralenti par ces poches de gaz. Cela fait diminuer sa fréquence : la note produite est grave. Plus les bulles disparaissent, moins le son est ralenti dans la tasse, et plus la note obtenue devient aiguë. Voilà de quoi égayer vos matins difficiles !

6. La banane écrasée

Matériel nécessaire - Une banane - Une assiette creuse - Une fourchette - Du sel - Du liquide vaisselle - Un tamis fin - Un petit verre - De l'alcool à 70 % Durée : 15 minutes Difficulté : intermédiaire Banane, humain ou bactérie, un génome est niché dans la plupart des cellules des êtres vivants, sous la forme d'une ou plusieurs longues molécules d'ADN de seulement 0,000.002 millimètre de diamètre. Autant dire que, même un peu enroulé, il paraît difficile de voir cet ADN à l'œil nu. Et pourtant…

Description 1. Dans une assiette creuse, écrabouillez un tiers de banane pour en faire de la purée. Ajoutez l'équivalent d'une cuillère de sel et mélangez. Puis complétez avec une bonne giclée de liquide vaisselle et continuez à mélanger, en évitant de faire des bulles. Ajoutez ensuite un peu d'eau, à peu près autant que la quantité de banane de départ, et homogénéisez le mélange, toujours sans faire de bulles.

2. Passez ensuite votre bouillie à travers un tamis fin, comme un filtre à thé, pour ne récupérer que la partie liquide. Cela marche aussi en utilisant un filtre à café en papier, mais c'est plus long. Munissez-vous d'un récipient transparent et assez fin, comme un petit verre, et remplissez-en le tiers avec votre "extrait de banane".

3. Enfin, penchez ce récipient pour y verser doucement à peu près autant d'alcool que de jus. C'est l'étape la plus délicate : il faut que l'éthanol forme une couche transparente au-dessus du reste, sans se mélanger. Des filaments blancs vont spontanément passer de la partie banane à la partie alcool de votre récipient : ce sont des morceaux d'ADN ! En agitant un peu, ils finiront par se détacher et former une sorte de méduse flottant dans l'alcool, bien visible à l'œil nu.

Explication Les produits utilisés sont simples, mais cette expérience repose sur les principes qui permettent de purifier l'ADN en laboratoire. L'action mécanique de l'écrabouillage abîme les cellules et commence à les séparer les unes des autres. Le liquide vaisselle déstabilise les membranes lipidiques, c'est-à-dire les couches de gras qui délimitent les cellules et leur noyau, ce qui libère l'ADN qui s'y trouvait. La présence de sel conduit les microscopiques morceaux d'ADN à se coller les uns aux autres : ils deviennent alors visibles, comme la poussière qu'on rassemble en passant le balai dans une pièce qui paraissait propre. Ces paquets d'ADN ne sont pas solubles dans l'éthanol, au contact duquel ils forment des précipités blancs faciles à voir. Comme quoi, on n'a pas forcément besoin de microscope pour observer une toute petite molécule !

Bonus Si vous voulez voir votre propre ADN plutôt que celui d'une banane, appuyez sur vos joues pour les frotter contre vos dents pendant une trentaine de secondes et faites un bain de bouche avec de l'eau salée. Crachez ensuite cette eau dans un verre, ajoutez quelques gouttes de liquide vaisselle, mélangez puis versez un peu d'éthanol.