Fabriquer du papier recyclé pour comprendre les matériaux composites

Niveau : cycle 3

Déroulement :

1) La simple fabrication de papier recyclé est intéressante en soi mais ne présente pas de grand intérêt scientifique.
Si l'on ajoute à la pâte de la fécule de pomme de terre (contenant de l'amidon), celle-ci change de propriété : elle est quasi-étanche
L'effet est moindre en utilisant comme adjuvant de la farine, qui contient du gluten, mélange d'amidon et de protéines.

Cette séquence propose donc de réaliser des verres en papier recyclé (cf photos - utiliser pour cela des moules en gobelet de plastique très faciles à démouler par la suite), pour comparer ensuite leur étanchéité :
- 1 verre en pâte à papier uniquement : pas du tout étanche, grand phénomène de capillarité
- 1 verre en pâte à papier + farine : un peu étanche , petit phénomène de capillarité
- 1 verre en pâte à papier + fécule de pomme de terre : très étanche, pas de phénomène de capillarité

Fabrication de la feuille de papier :








La purée épaissit considérablement la pâte :




Deux techniques pour fabriquer un verre : enroulage ou colmatage :





 

L'analogie peut se faie ici avec des matériaux de la vie réelle :
Exemples : cirés (toile pour la résistance + plastique pour l'étanchéité), ou encore fibre de verre qui constitue les coques des bateaux (fibre pour la résistance + résine pour l'étanchéité)

2) Il est également de possible de fabriquer avec des moules différents du papier ondulé pour améliorer la résistance.

Là encore l'analogie peut être faite avec des matériaux commercialisés : le carton ondulé (pour transporter des lourdes charges) ou encore la tôle ondulée (pour améliorer la résitance au poids de l'éventuelle neige).

Tests de résistance avec des masses :