TPE adhérence

Travaux Personnels Encadrés

Thème : mouvement de la matière et forme

Sujet : adhérence

Matières utilisées : Sciences et Vie de la Terre, Physique

Problématique : Quels types d’adhérences existent chez les animaux ?

Sommaire :

Introduction………………………………………..................................................page 3

Définition……………………………………………………….…………………..page 3

I – L’adhérence par force de Van der Waals.

A)Présentation d’un animal concerné par cette adhérence (le gecko) …………………………………………………………………...page 4

B)Explication de l’adhérence par force de Van der  Waals.…………………….…………………...………………………..…….page 5

II – L’adhérence par pelotes adhésives.

A)Présentation d’un animal concerné par cette adhérence (la mouche).………………………………………………………………..page 7

B)Explication de l’adhérence par pelotes adhésives. page 8

III – L’adhérence par ventouse.

A)Présentation d’un animal concerné par cette adhérence (l’escargot).……..……………………………………………………...…page 10

B)Explication de l’adhérence par ventouse chez  l’animal. ……………………………………………………………..…….page 11

C)Explication chez la ventouse recréée par    l’homme.………………...………………………………………………....page 16

Sitographie

INTRODUCTION :

Les animaux les plus vulnérables doivent trouver des moyens de survie. Pour se protéger de prédateurs, trouver de la nourriture et se protéger des conditions climatiques, ils doivent trouver différentes méthodes, comme l’adhérence. L’adhérence permet à certains animaux de se fixer sur un grand nombre de surfaces. L’adhérence peut s’effectuer de différentes manières chez les animaux.

Nous allons étudier 3 types d’adhérence ; l’adhérence par ventouse aidée par le mucus adhésif, présent chez l’escargot, l’adhérence par pelotes adhésives, présente chez la mouche et l’adhérence par force de Van der Waals, qu’utilise le gecko.

ADHÉRENCE : désigne l’ensemble des forces qui s’exercent entre deux substances en contact étroit et les empêchent de glisser l’une contre l’autre. Ces substances sont généralement deux solides mais l’une d’entre elle peut également être un liquide ou un gaz.

L’adhérence ne doit pas être confondue avec l’adhésion qui désigne les phénomènes physico-chimiques aboutissant à la réalisation des collages.

DIPTERES : c’est un insecte qui possède deux ailes antérieures, les ailes postérieures étant transformées en balanciers ou haltères.

I-L’ADHERENCE PAR FORCE DE VAN DER WAALS

A- Présentation du gecko

L’adhérence par force de Van der Waals est un phénomène utilisé par différents animaux, comme, les araignées et les blattes, mais on le retrouve surtout chez le gecko, qui est donc l’espèce que nous allons étudier pour comprendre le principe de cette adhérence.

Le gecko fait partie de la famille des reptiles, il en existe environ 830 espèces différentes. Ces geckos vivent dans les pays chauds et/ou tempérés, près d’un milieu humide comme les forêts tropicales par exemple. Ces animaux sont des êtres nocturnes et arboricoles, c’est-à-dire qu’ils vivent dans les arbres. D’ailleurs certaines plantes possèdent de grandes feuilles lisses, sur laquelle la plupart des animaux ne peuvent pas adhérer, mais certains geckos peuvent s’y déplacer facilement. Ce qui leur permet donc de pouvoir fuir leurs prédateurs plus facilement. Mais ceci s’applique surtout aux geckos de petites tailles, les plus communs que nous pouvons voir s’accrocher à nos murs. Il existe différents types de gecko, de différentes tailles, et nous savons d’ailleurs que l’adhérence de certains geckos de grandes tailles leur permet de s’accrocher à de grandes surfaces, ce qui les aident à se nourrir ; leur nourriture est d’ailleurs constituée d’invertébrés, de reptiles ou encore de mammifères. Ces geckos sont généralement très agiles, rapides et agressifs. Ils peuvent donc chasser plus facilement en se déplaçant dans le feuillage et autres végétations.

Image d’un gecko.

B- L’explication de l’adhérence par force de Van der Waals

Nous allons donc prendre pour exemple les geckos qui sont des animaux qui adhèrent grâce à la présence de micro poils sur leurs pattes, ceux-ci mesurent environ 100 microns de longs et quelques microns de larges.

Les spatules (ou spatulae) sont des structures de 200 nanomètres de diamètre se trouvant aux extrémités de chaque sétules.

[pic 1]

Les chercheurs ont mis du temps à trouver comment le gecko arrivait à adhérer à des surfaces verticales.

La liaison intermoléculaire a été l’hypothèse retenue. Les protéines fibreuses que contient la kératine permettent la création de micro-liaisons. Ces protéines forment des filaments qui attirent les molécules de la surface ce qui permet une micro-liaison avec cette surface.

On appelle force de Van der Waals les forces d’interaction entre les molécules ce qui explique la présence nécessaire des spatules qui se situent sur les sétules. Elles réduisent l’espace entre les doigts du gecko et la surface.

La force de Van der Waals, est une force plutôt électrique qui retient l’ensemble des molécules ; cette force est due au mouvement des électrons qui composent les atomes. Les molécules de la surface à laquelle adhère l’animal et de la surface des pattes de celui-ci sont considérées comme de minuscules aimants, ces molécules s’attirent mutuellement. Plus les molécules sont distantes, moins il y a de forces. Ces forces restent plus faibles que les liaisons chimiques observées à l’intérieur des molécules observées. L’état des corps, solide, liquide, gazeux, font varier leur intensité.

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