Nous avons tous déjà ressenti une certaine inquiétude en observant une petite araignée se balader juste au-dessus de nous, donnant l’impression de défier la gravité. Comment fait-elle pour ne pas tomber?
L’observation des pattes d’araignée
En examinant de près les pattes d’une araignée à l’aide d’un microscope électronique, on découvre qu’elles sont couvertes de nombreux petits poils microscopiques.
Certaines espèces peuvent en avoir des centaines de milliers, voire un million par patte ! Pour mettre ces chiffres en perspective, un être humain moyen possède environ 100 000 cheveux sur la tête, sauf s’il est chauve.
L’interaction de Van der Waals : une force d’attraction électrostatique
Ces minuscules poils se trouvent principalement sous la partie inférieure des pattes et assurent l’adhérence de l’araignée au plafond en agissant comme d’innombrables ventouses. En réalité, la concentration de ces poils génère une faible force d’attraction électrostatique entre les molécules des poils et celles de la surface sur laquelle se déplace l’araignée.
Cette force est appelée interaction de Van der Waals. Elle est de très courte portée et résulte des attractions électromagnétiques liées aux fluctuations rapides des électrons autour des noyaux atomiques. En termes simples, bien que les atomes constituant les poils de l’araignée soient globalement neutres, ils agissent comme de minuscules aimants à l’échelle atomique.
Cette légère polarité permet à l’araignée de rester accrochée au plafond. Des chercheurs ont démontré qu’une araignée, grâce à l’interaction de Van der Waals, produit une force adhésive capable de soutenir environ 170 fois son propre poids !
Les limites de l’adhérence pour les êtres humains
Mais pourrions-nous, un jour, défier les lois de la gravité comme l’araignée et marcher sur les murs, à la manière de Spider-Man ? Malheureusement, la gravité reprend vite le dessus pour nous, les êtres humains.
Prenons l’exemple d’une araignée ordinaire : elle occupe un petit volume d’espace pour une grande surface corporelle, ce qui lui confère un rapport surface sur volume élevé. Si l’on agrandit cette araignée d’un facteur 10, son volume et sa masse augmentent d’un facteur 1 000, tandis que sa surface augmente seulement d’un facteur 100. Les forces d’adhésion ne suffiraient alors plus à contrer la gravité ! Les araignées sont donc davantage soumises aux forces de surface, telles que l’adhérence à la surface sur laquelle elles se trouvent, plutôt qu’à la force de gravité, en raison de leur petite taille.
En tant qu’êtres humains, nous possédons un rapport surface sur volume moins élevé, ce qui rend impossible la défiance des lois de la gravité grâce aux forces d’adhésion seules.
En conclusion, bien que les araignées puissent nous fasciner par leur capacité à défier la gravité et à adhérer aux surfaces grâce à l’interaction de Van der Waals, cette capacité reste limitée aux petites créatures. La taille et la masse des êtres humains rendent cette prouesse inaccessible pour nous, mais elle n’en reste pas moins un exemple fascinant d’adaptation et d’évolution dans le monde naturel.
