Comment le père Noël fait-il pour visiter les enfants du monde entier en une nuit tout en portant tous leurs cadeaux ? Comment les rennes font-ils pour voler ? Voilà autant de problématiques sur lesquelles les scientifiques travaillent d'arrache-pied pour trouver des éléments de réponse. Il existe également une autre question, plus rarement soulevée, mais tout aussi intrigante : comment le père Noël fait-il pour passer par les cheminées les plus étroites ? Un chercheur de l'université Paris-Diderot a peut-être trouvé la solution de cette véritable énigme scientifique.

C'est en étudiant le corps des chats que Marc-Antoine Fardin pourrait avoir élucidé ce mystère. Comment est-ce possible ? Tout a démarré avec un ensemble de photos ayant beaucoup circulé sur les réseaux sociaux, montrant que les chats prenaient naturellement la forme du récipient dans lequel ils se trouvent. Pour certains, cela rappelle le comportement des liquides. En effet, un liquide est généralement défini comme un corps qui adapte sa forme en fonction du récipient qui le contient. Tout cela a amené Marc-Antoine à s'interroger : et si les chats étaient liquides ? 

Ses travaux ont été initialement publiés dans la newsletter Rheology Bulletin en 2014, et récemment résumés dans un article grand public en français. Fondamentalement, on se pose la question de ce qu'est un liquide, dont on a une intuition approximative. On a dit qu'il s'agissait des corps qui épousaient la forme de leur contenant. Mais il se trouve qu'il faut du temps pour qu'un corps adapte sa forme, et ce temps doit être comparé à celui pendant lequel on observe ce qui se passe. Pour reprendre l'expression de son article "[les corps] sont liquides si on leur laisse le temps de le devenir". Ainsi, un corps peut être vu comme liquide ou solide en fonction de l'échelle de temps considérée. Il ne s'agit donc pas d'une caractéristique intrinsèque.

Pour illustrer ce propos, Marc-Antoine mentionne deux exemples parlants, illustrés ci-dessous. Tout d'abord, quand on observe un glacier pendant quelques minutes, son écoulement n'est pas visible : le tout paraît solide. C'est seulement sur une période de l'ordre de la journée, en fonction du glacier, que son aspect liquide se manifeste. De même, en visionnant au ralenti l'éclatement d'un ballon rempli d'eau, on remarque qu'au départ, l'eau conserve sa forme initiale, ce qui correspond à un comportement de solide. Au bout de quelques secondes, l'eau se sera étalée par terre : c'est un comportement de liquide.

L'importance majeure de ces travaux a été reconnue en septembre 2017, puisqu'ils ont valu à Marc-Antoine de se voir décerner le célèbre prix Ig Nobel. Il est précisé dans sa publication qu'aucun chat n'a été blessé pour les besoins de son étude. 

Revenons à notre problématique : pour expliquer comment il parvient à passer par la cheminée, on peut donc faire l'hypothèse que le corps du père Noël a des propriétés mécaniques similaires à celui des chats. De plus, le rapprochement avec le chat peut aider à comprendre pourquoi le père Noël tombe toujours sur ses pattes du haut de la cheminée, mais aussi comment il fait pour marcher si discrètement la nuit pour ne réveiller personne... Voilà qui pourra donner quelques arguments aux parents répondant aux questions insistantes des enfants qui aiguisent leur esprit critique.

Théo Mathurin