Curious Kids est une série de The Conversation, qui offre aux enfants de tous âges la possibilité d’obtenir des réponses à leurs questions sur le monde par des experts. Toutes les questions sont les bienvenues : vous ou un adulte pouvez les envoyer – avec votre nom, votre âge et la ville où vous vivez – à [email protected]. Nous ne pourrons pas répondre à toutes les questions, mais nous ferons de notre mieux.
Comment la soie d’araignée est-elle si facile à casser alors qu’elle est plus résistante que l’acier ? – George, dix ans, Hethersett, Royaume-Uni.
Merci pour la question, George – la réponse simple est que la soie d’araignée se casse facilement parce qu’elle est vraiment, vraiment, vraiment très fine. Un fil de la toile d’une araignée de jardin ne fait que 0,003 millimètre de diamètre – c’est plus de 20 fois plus fin qu’un cheveu de votre tête.
Mais il y a quelques autres questions que nous devons démêler, pour voir à quel point la soie d’araignée est solide, comparée à l’acier.
L’acier est un matériau appelé alliage, ce qui signifie que c’est un mélange de métaux. Le métal principal de l’acier est le fer. D’autres métaux sont ajoutés au fer, en fonction de ce que vous voulez que l’acier fasse.
Par exemple, les couteaux et les fourchettes sont fabriqués en acier inoxydable qui ne rouille pas. Pour le fabriquer, il faut mélanger du fer et du chrome.
Mais peut-être que vous voulez un acier vraiment solide pour pouvoir en faire des bâtiments et des grues. Il faudrait alors mélanger le fer avec une charge de métaux différents, dont le titane et le vanadium.
Mais il existe des aciers encore plus résistants. Votre vélo pourrait être construit avec ce qu’on appelle de l’acier maraging et il est fait de fer, de nickel, de cobalt, de molybdène, de titane et d’aluminium.
Les différentes soies des araignées
La soie est un matériau très différent de l’acier. Il s’agit en fait de protéines – la même substance dont sont faits vos cheveux et vos ongles.
Nous utilisons l’acier pour différents travaux et les araignées utilisent la soie pour toutes sortes de choses également. Et les tout comme notre acier, les araignées ont besoin de différentes soies pour les différents travaux.
Regardons l’araignée de jardin européenne commune : cette charmante créature tisse les belles toiles rondes, en utilisant deux types de soie.
Les rayons de la toile sont faits de soie dragline. Celle-ci est solide et légèrement extensible, ce qui signifie qu’elle est bonne pour fabriquer les principaux supports de la toile.
Le reste de la toile est fait de soie de drapeau, qui est moins solide mais très élastique, ce qui fait qu’elle est vraiment bonne pour absorber le choc quand une grande mouche se fracasse sur la toile.
Mais la championne de la construction du monde des araignées est l’araignée à écorce de Darwin. Elle produit d’énormes toiles, de la taille d’une table de cuisine.
Ces dernières sont parfois accrochées à des arbres avec des fils de soie qui s’étendent jusque sur les rivières. Pour s’assurer que ces toiles restent en place, l’araignée utilise des fils de soie super résistants.
Maintenant, j’ai fait quelques calculs, basés sur ce que les scientifiques savent de la résistance de ces différents matériaux, pour comparer les aciers aux soies d’araignée et voir à quel point ils sont solides.
La toile gagnante
Imaginez que nous ayons un fil de chaque matériau, d’une épaisseur d’environ un millimètre – c’est à peu près la largeur d’une tête d’épingle. Qui pourrait s’y suspendre avant qu’il ne se casse ?
Le plus faible est la soie de la ligne du drapeau : une fillette de dix ans pourrait probablement se balancer à un fil de ce type, mais rien de beaucoup plus lourd.
Vient ensuite l’acier haute résistance qui serait tout juste correct si un chimpanzé s’y suspendait.
La soie dragline supporterait un adulte de petite taille – comme Spiderman.
La soie d’araignée à écorce de Darwin est la suivante, elle se briserait si quelque chose de beaucoup plus gros qu’un panda essayait d’y grimper.
Et enfin, un gorille serait très bien suspendu à un fil d’acier maraging d’un millimètre d’épaisseur.
Ce qui signifie que certains aciers les plus solides sont en fait plus résistants que les soies d’araignées championnes. C’est dommage, mais tout n’est pas perdu pour les araignées : n’oubliez pas que certaines de leurs soies sont encore plus résistantes que certains aciers.
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