Expérience scientifique pour les enfants : le secret des châteaux de sable

L’une des grandes joies des vacances à la mer, c’est de construire des châteaux de sable. Si possible le plus beau de la plage ! Mais pourquoi tiennent-ils mieux avec du sable mouillé qu’avec du sable sec ? Grâce à une expérience toute simple, le magazine Images Doc explique aux petits bâtisseurs en maillot de bain les mystères scientifiques de ce jeu d’été.

Comment s’y prendre pour réaliser l’expérience ?

Matériel nécessaire

• sept billes
• une assiette
• une cuillère à café
• un verre d’eau

Réalisation de l’expérience

1• Pose les billes dans l’assiette et regroupe-les (voir la photo ci-dessus). Les billes doivent rester les unes contre les autres.
2• Incline légèrement l’assiette, et fais rouler les billes d’un côté, puis de l’autre… Les billes se séparent et roulent de façon indépendante.
3• Regroupe à nouveau les billes, mais cette fois, verse un peu d’eau avec la cuillère sur toutes les billes.
4• Incline l’assiette d’un côté, puis de l’autre. Que remarques-tu ?

• Incroyable, grâce à l’eau les billes restent collées les unes aux autres, même quand elles roulent. L’eau agit comme une colle !

• Pour faire cette manipulation, aide-toi des photos de la fiche à télécharger.

Que nous montre cette expérience ?

• L’eau se colle à la surface du verre. C’est ainsi qu’elle reste accrochée aux billes. De plus, la surface de l’eau en contact avec l’air forme un bourrelet bien visible autour des billes. On dirait une sorte de peau qui retient l’eau et l’empêche de s’étaler. On appelle ce phénomène la tension superficielle.

• Et tu vois, la tension superficielle de l’eau est assez forte pour garder les billes collées les unes aux autres.

Que se produit-il dans le sable mouillé ?

Le sable peut être sculpté seulement quand il est mouillé et au contact de l’air.

Du sable mouillé aérien

Dans le sable mouillé, les grains restent collés entre eux grâce à l’eau et à l’air. C’est la tension superficielle de l’eau, au contact de l’air, qui maintient les grains de sable les uns contre les autres.

Des châteaux de sable géants

Lors des concours de châteaux de sable, les participants tassent d’abord une grande quantité de sable mouillé. Ensuite ils le sculptent. Ils peuvent ainsi faire des sculptures très grandes qui résistent longtemps avant de s’écrouler.

Du papier collant

Un papier mouillé colle sur une surface lisse sous l’effet de l’air qui l’entoure. Là encore, c’est la tension superficielle de l’eau qui transforme l’eau en colle. Dès que le papier sèche, il se décolle.

La tension superficielle de l’eau à ras bord

Pour observer comment la tension superficielle de l’eau agit, remplis un verre d’eau à ras bord, puis ajoute délicatement de l’eau, goutte après goutte. Tu verras l’eau monter au-dessus du verre sans déborder !

“Labo science : Le secret du château de sable”, extrait du magazine Images Doc n°439, juillet 2025. Textes : Erik Franck. Photos : Rebecca Josset. Illustrations : Nicolas Francescon. Schémas : Sophie Froger.