⏱️DURÉE30 min
🎯DIFFICULTÉTrès facile
👶ÂGEDès 6 ans
🧹PROPRETÉPropre
🏠LIEUIntérieur
✅TAUX DE RÉUSSITE95%
Un feutre noir n'est pas vraiment noir — il cache plein de couleurs à l'intérieur ! Grâce à la chromatographie sur papier, tu vas révéler tous ces pigments secrets en quelques minutes.
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Activité à faire toute l'année, en famille ou en classe !
🧪 Matériel nécessaire
- 🗒️ Filtres à café ou papier buvard 5-10 · supermarché
- 🖊️ Feutres lavables (surtout noir, marron, vert foncé) plusieurs couleurs · maison
- 💧 Eau un peu · déjà dans la cuisine
- 🥛 Verres ou bocaux 3-4 · déjà dans la cuisine
- ✏️ Crayons ou stylos pour tenir les bandelettes · maison
📋 Étapes de l’expérience
1
Préparer les bandelettes
Découpez les filtres à café en bandes de 3 cm de large. Tracez un gros point de feutre noir (ou marron, vert) à environ 2 cm du bas de chaque bandelette.
💡 Les feutres lavables fonctionnent mieux que les permanents car leurs pigments sont solubles dans l'eau.
2
Plonger dans l'eau
Versez 1 cm d'eau dans le verre. Posez la bandelette dedans avec le point de feutre JUSTE AU-DESSUS de l'eau (sans toucher). Posez un crayon en travers pour maintenir.
💡 Le point de feutre ne doit pas toucher l'eau directement — c'est la capillarité qui doit monter jusqu'à lui.
3
Observer la séparation
Regardez l'eau monter dans le papier. En passant à travers le point de feutre, elle sépare les pigments qui remontent à des vitesses différentes. En 10-15 min, les couleurs apparaissent !
💡 Comparez les résultats de différents feutres de même couleur mais de marques différentes — ils ne sont pas identiques !
🤓 Pourquoi ça marche ?
La chromatographie est une technique de séparation utilisée par les chimistes et les scientifiques légistes du monde entier. Elle repose sur deux principes : la capillarité (l'eau monte dans le papier poreux) et la solubilité différentielle (chaque pigment se dissout différemment dans l'eau et adhère différemment au papier). Les pigments les plus solubles et qui adhèrent moins au papier montent plus vite et plus loin. Les moins solubles restent en bas. C'est ainsi que les pigments se séparent selon leur 'vitesse' propre — créant des bandes colorées. Les chimistes utilisent ce principe avec des appareils sophistiqués (HPLC) pour analyser des médicaments, détecter des drogues, ou identifier des substances inconnues.
Concepts scientifiques
chromatographieséparationcapillaritésolubilitépigments
📚 Au programme scolaire : CM1 – Terminale
🔭 La science en détail
En langage de chimiste, le papier est la « phase stationnaire » et l'eau la « phase mobile ». La cellulose est couverte de groupes hydroxyle (–OH) qui retiennent les molécules par liaisons hydrogène ; l'eau qui monte par capillarité les tire dans l'autre sens. Chaque pigment s'installe dans un compromis entre ces deux forces, décrit par son coefficient de partage : très soluble et peu adsorbé, il suit presque le front de l'eau ; peu soluble et très accroché, il reste près du point de départ. Les chimistes quantifient ce comportement par le rapport frontal Rf, distance parcourue par le pigment divisée par celle du solvant — une valeur reproductible qui sert de signature pour identifier une substance.
Les laboratoires modernes appliquent le même principe avec d'autres supports : colonnes de silice sous haute pression (HPLC) ou gaz vecteur circulant dans un long capillaire (chromatographie en phase gazeuse), couplés à des détecteurs capables de repérer un milliardième de gramme. C'est ainsi qu'on dépiste le dopage chez les sportifs, qu'on dose les pesticides dans les aliments ou qu'on contrôle la pureté d'un médicament. Votre bandelette de filtre à café est la version de poche de ces machines.
Pour les ados et les parents curieux 🤓
⚠️ Sécurité
⚠️
Les feutres permanents contiennent des solvants — préférez les lavables pour cette expérience
🛠️ Ça n’a pas marché ? Les ratés les plus fréquents
🚀 Pour aller plus loin
✨ Essayez avec des pétales de fleurs colorées, des herbes (épinard, persil) ou des bonbons colorés
✨ Utilisez de l'alcool à la place de l'eau — les séparations sont-elles différentes ?
✨ Comparez la même couleur de feutres de 5 marques différentes — lesquels ont les plus de pigments ?
📜 La petite histoire
La chromatographie a été inventée par un botaniste. Entre 1901 et 1906, à Varsovie, le Russe Mikhaïl Tsvet fait percoler des extraits de feuilles dans des colonnes remplies de craie en poudre et voit se former des anneaux distincts : chlorophylles, carotènes, xanthophylles. Il baptise sa méthode « chromatographie », littéralement « écriture des couleurs », en 1906. Longtemps restée confidentielle, la technique est relancée dans les années 1940 par les Britanniques Archer Martin et Richard Synge, qui développent la chromatographie de partage — dont la version sur papier — et reçoivent le prix Nobel de chimie en 1952.
💡 Bon à savoir : Le résultat varie selon les marques : certains feutres noirs bon marché n'utilisent qu'un seul pigment sombre et ne se décomposent pas. Teste plusieurs stylos différents pour trouver celui qui cache le plus bel arc-en-ciel !
🔬
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❓ Questions fréquentes
Pourquoi l'eau monte-t-elle toute seule sur le papier ?
L'eau grimpe grâce à la capillarité, un phénomène où le liquide s'infiltre dans les minuscules trous du papier poreux. C'est exactement de cette façon que la sève voyage des racines jusqu'au sommet des arbres !
Est-ce que ça fonctionne avec tous les types de feutres ?
Seuls les feutres à l'eau (lavables) fonctionnent pour cette expérience simple. Les marqueurs permanents ne sont pas solubles dans l'eau, il faudrait utiliser de l'alcool pour réussir à séparer leurs pigments.
Pourquoi certaines couleurs montent plus haut que d'autres ?
Chaque pigment a sa propre 'vitesse' selon son poids et sa capacité à se dissoudre. Les couleurs les plus légères et solubles voyagent vite vers le haut, tandis que les plus lourdes s'accrochent au papier et restent en bas.
Peut-on utiliser du papier classique pour imprimante ?
Le papier d'imprimante est trop lisse et traité pour bien absorber l'eau. Pour un résultat spectaculaire, utilise plutôt du papier filtre (filtre à café) ou du papier buvard qui boit le liquide très rapidement.
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