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Créer du plasma à partir de raisins : le mystère est enfin résolu

On voit des flammes entre deux morceaux de raisin.
Un raisin coupé en deux produit du plasma dans un four à micro-ondes. Photo: Hamza K. Khattak, Pablo Bianucci, et Aaron D. Slepkov/PNAS
Renaud Manuguerra-Gagné

Des raisins peuvent, à eux seuls, faire jaillir des flammes dans votre four à micro-ondes. Bien qu'il ne soit pas recommandé de l'essayer chez soi, cette « expérience » circule sur Internet depuis plusieurs années. Des chercheurs canadiens ont trouvé une explication à ce phénomène surprenant.

Depuis plusieurs années, une question hantait plusieurs millions d'internautes, du moins si l'on en croit YouTube. Pourquoi des raisins entrent-ils en combustion spontanée lorsqu’on les place dans un four à micro-ondes? Des chercheurs canadiens ont récemment fait appel à la science pour y répondre.

Cette question trouve son origine dans plusieurs vidéos virales montrant un phénomène assez étrange, où des flammes jaillissent entre deux moitiés de raisins tout à fait ordinaires après quelques secondes de cuisson au four à micro-ondes.

L’expérience a été reproduite des centaines de fois par les internautes et, même si plusieurs explications avançaient le terme plasma, aucune n’était adéquate pour rendre compte du phénomène.

Après avoir sacrifié de nombreux fruits ainsi qu’une dizaine de fours à micro-ondes, les chercheurs ont trouvé une explication (Nouvelle fenêtre) qui implique certaines propriétés qui ne sont pas uniques aux raisins.


Un « piège à radiations »

Le plasma est le quatrième état de la matière, après le solide, le liquide et le gazeux. C’est un état où des atomes sont chauffés à un point tel que les électrons qui les entourent leur sont arrachés et commencent à se déplacer librement, formant une « soupe » d’ions et d’électrons.

Cet étrange état rend la matière très sensible aux champs magnétiques ou aux courants électriques. Le plasma peut se trouver dans des endroits très variés, allant des étoiles à la foudre et jusqu’aux tubes au néon qui nous servent d’éclairage.

Alors, comment un simple fruit serait-il en mesure de produire du plasma? D’abord, il lui faut une source d’énergie que seul un four à micro-ondes peut offrir. Ces fours cuisent notre nourriture en émettant des radiations électromagnétiques de type micro-ondes, dont la longueur d’onde réagit avec la matière en faisant vibrer les molécules d’eau qu’elle contient, augmentant ainsi sa chaleur.

Pour la vaste majorité des aliments qu’on place dans ces fours, il en résulte une cuisson. Il en va de même pour un raisin, mais lorsqu’une micro-onde pénètre à l’intérieur de ce fruit, la forte teneur en eau de celui-ci va raccourcir la longueur des ondes émises par le four, au point où elles auront à un moment donné la même taille que le raisin.

Ce phénomène piège les radiations à l’intérieur du fruit, avec un maximum de chaleur en son centre. Or, en observant les fruits à l’aide de différentes caméras, thermiques ou ultrarapides, les chercheurs ont remarqué que, lorsqu'on place deux raisins côte à côte dans un four, les ondes piégées commencent à interagir les unes avec les autres.


Les micro-ondes seront amplifiées dans le minuscule espace entre les deux fruits, créant un champ électromagnétique de plus en plus puissant jusqu’à ce que la chaleur y arrache les électrons des atomes présents, avec pour conséquence l’apparition de plasma, d’abord sous la forme de flammèches, puis dans un jet qui prendra rapidement de l’expansion.

De science virale à science fondamentale

Selon des explications qui accompagnaient les vidéos YouTube avant la publication de cet article, pour réussir cette expérience, il fallait couper un raisin en deux en faisant bien attention de laisser un mince morceau de pelure reliant les deux moitiés. Cette mince pellicule servirait alors de fil conducteur qui transférerait l’énergie entre les deux moitiés.

Or, les chercheurs ont montré que cette connexion n’était pas nécessaire pour engendrer le phénomène. En fait, cette expérience ne nécessite même pas de raisin; n’importe quel objet de taille et de composition en eau similaires est suffisant pour créer du plasma maison, tant qu’on est prêt à courir le risque de détruire un électroménager.

Les chercheurs ont recréé le plasma avec d’autres baies et même avec des billes d’hydrogel, un matériau transparent composé à 99,9 % d’eau.

Cette étude montre que deux sphères peuvent concentrer des ondes électromagnétiques en un point fixe entre les deux. En variant les tailles des sphères et les longueurs d’onde, les chercheurs croient que ce principe pourrait être appliqué pour concentrer les radiations électromagnétiques jusqu’à des échelles nanométriques.

Science