Y. Sun/Université Harvard et coll.
Le papier marbré est une forme d’art qui remonte au moins au XVIIe siècle, lorsque les voyageurs européens au Moyen-Orient rapportaient des échantillons et les reliaient dans des albums. Ses motifs visuellement saisissants résultent de l’hydrodynamique complexe de la peinture en interaction avec l’eau, inspirant une entrée vidéo gagnante dans la Gallery of Fluid Motion de cette année.
La Division de dynamique des fluides de l’American Physical Society parraine chaque année la galerie dans le cadre de sa réunion annuelle, présentant des vidéos et des affiches soumises par des scientifiques du monde entier. L’objectif est de mettre en valeur « la science captivante et la beauté souvent époustouflante du mouvement des fluides » et de « célébrer et apprécier les remarquables phénomènes de dynamique des fluides dévoilés par les chercheurs et les physiciens ».
Les trois vidéos présentées ici sont les gagnantes des Milton Van Dyke Awards, qui comprenaient également trois affiches gagnantes. Il y a eu trois autres gagnants vidéo généraux – sur l’atomisation des jets impactants, le mouvement collectif émergent des gouttelettes de condensat et le mouvement de nage d’une anguille robotique – ainsi que trois gagnants d’affiches. Vous pouvez consulter toutes les candidatures 2023 (gagnantes et autres) ici.
L’hydrodynamique de l’art du marbrage
Yue Sun, étudiant diplômé de l’Université Harvard, était fasciné par le processus et les motifs de fabrication du papier marbré qui en résultaient, en particulier par le caractère aléatoire. « Vous ne savez pas vraiment ce que vous allez obtenir tant que vous ne l’avez pas imprimé », a-t-elle déclaré à Physics Magazine.
Bien qu’il existe plusieurs méthodes différentes pour marbrer le papier, la plus courante consiste à remplir d’eau un plateau peu profond, puis à appliquer minutieusement différentes couleurs d’encre ou de peinture sur la surface de l’eau avec un pinceau à encre pour recouvrir la surface de cercles concentriques. L’ajout de tensioactifs fait flotter les couleurs afin qu’elles puissent être remuées – peut-être avec un cheveu humain très fin – ou déployées en soufflant sur les cercles d’encre ou en peignant avec une paille. La dernière étape consiste à poser du papier dessus pour capturer les motifs flottants colorés. (Le marbrage corporel repose sur un processus similaire, sauf que les motifs flottants sont transférés sur la peau d’une personne.)
Sun était curieux de connaître l’hydrodynamique en jeu et a exploré deux questions clés dans les simulations de la vidéo. Pourquoi la peinture ou l’encre flotte-t-elle alors qu’elle est plus dense que le bain liquide ? Et pourquoi les couleurs ne se mélangent-elles pas pour créer de nouvelles couleurs lorsqu’elles sont agitées ou remuées ? La réponse à la première est essentiellement la « tension superficielle », tandis que la seconde ne se produit pas parce que le bain est trop visqueux, de sorte que la diffusion des couleurs de peinture ou d’encre à travers les limites de couleur se produit trop lentement pour être mélangée. Sun espère améliorer encore ses simulations de marbrure dans l’espoir de procéder à la rétro-ingénierie de certains de ses modèles préférés afin de déterminer quels outils et mouvements ont été utilisés pour les créer.