Électricité statique : le ballon qui attire les cheveux

« Le ballon aimanté (ou presque) »

ÂgeDès 5 ans
Durée20 min
AdulteAdulte dans la pièce
OùSur une table, Près d’un évier

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Avec un ballon, tu peux faire dresser tes cheveux, soulever du papier et même dévier un filet d’eau. Cette expérience d’électricité statique comprend trois petits tests pour découvrir une force qui agit à distance. Dès 5 ans, avec un adulte dans la pièce, prévois 5 minutes de préparation et 15 minutes d’expérience. Tu travailleras entre une table dégagée et l’évier.

Avant de commencer

Adulte dans la pièce. Un adulte reste dans la pièce et vérifie le matériel avant et après.

Précautions

Dès 5 ans : adulte dans la pièce, avec vérification du matériel avant et après l’activité. L’adulte gonfle le ballon pour les moins de 8 ans et surveille son utilisation.
Les morceaux d’un ballon éclaté sont ramassés tout de suite par l’adulte. Range ensuite le ballon hors de portée des jeunes enfants.
Petits morceaux de papier et fragments éventuels : pas à portée des moins de 3 ans. Compte les 10 morceaux de papier avant et après, puis range-les.
Travaille sur une table sèche et dégagée ; à l’évier, garde les pieds au sol et essuie immédiatement toute eau tombée par terre.
Approche le ballon des cheveux sans frotter le visage et sans tirer sur les mèches. Pour le test de l’eau, garde les mains sèches et le ballon à côté du filet.

Ne fais pas cette expérience si…

Une personne présente a une allergie connue ou suspectée au latex.
Aucun adulte n’est disponible pour rester dans la pièce et assurer les étapes qui lui sont réservées.
Un enfant de moins de 3 ans peut atteindre le ballon, les fragments éventuels ou les morceaux de papier.
Le ballon présente une déchirure ou une zone abîmée.
L’évier n’est pas accessible en gardant les pieds au sol, ou son pourtour est glissant.

En cas d’accident : 15 (SAMU) ou 112. Produit avalé ou dans les yeux : rincer à l’eau et appeler un centre antipoison.

La question

Un ballon frotté peut-il attirer des objets sans les toucher ?

Ton idée

Que va-t-il se passer, à ton avis ? Choisis une idée avant de commencer.

Choisis ton idéeAprès avoir été frotté, le ballon peut attirer des cheveux, du papier léger et un filet d’eau, avant même de les toucher.Le ballon attire les objets légers uniquement lorsqu’il les touche.Le ballon frotté attire les cheveux, mais il ne peut pas agir sur le papier ni sur l’eau.

Choisis une idée avant de commencer : un vrai scientifique parie d’abord !

Le matériel

1 ballon, préparé par l’adulte pour les moins de 8 ans Ballon de baudruche gonflé
1 chevelure sèche ou 1 pull en laine Cheveux secs ou pull en laine
10 morceaux déchirés d’environ 1 cm de côté Petits morceaux de papier de soie ou de papier ordinaire
1 robinet donnant un filet d’eau froide très fin Robinet

L’expérience

1
Étape de l’adulte
L’adulte gonfle le ballon sans le tendre au maximum, puis le noue. Il vérifie son bon état et dégage avec toi une place sur la table, à proximité de l’évier.
2
Déchire le papier pour préparer 10 petits morceaux d’environ 1 cm de côté et espace-les sur la table sèche.
3
Approche lentement le ballon non frotté des morceaux de papier, jusqu’à environ 1 cm, sans les toucher. Observe leur réaction : ce premier essai servira de comparaison.
Si le papier bouge déjà, note-le : le ballon a peut-être été chargé pendant sa manipulation.
4
Frotte une zone du ballon pendant environ 10 secondes sur tes cheveux secs ou sur le pull en laine. Éloigne ensuite le ballon du tissu ou des cheveux en tenant surtout sa partie nouée.
Garde la zone frottée sèche et évite de la recouvrir avec ta main.
5
Approche la zone frottée d’une mèche de cheveux secs, puis éloigne-la doucement. Si tu utilises seulement le pull, passe directement au test suivant.
6
Approche maintenant la zone frottée des morceaux de papier, sans les toucher au départ. Regarde si certains se redressent ou rejoignent le ballon, puis repose les morceaux sur la table.
7
Étape de l’adulte
L’adulte règle le robinet pour obtenir un filet d’eau froide continu, le plus fin possible. Il vérifie que le sol autour de l’évier est sec et que tu peux atteindre le bord de l’évier en gardant les pieds au sol.
8
Avec les mains sèches, frotte de nouveau le ballon pendant environ 10 secondes, puis approche sa zone frottée sur le côté du filet d’eau, sans le toucher. Observe quelques secondes, éloigne le ballon et compare la forme du filet ; l’adulte referme ensuite le robinet.
Si le ballon se mouille, sèche-le avec un torchon avant un nouvel essai.

Observe

Avant le frottement, le papier reste généralement immobile lorsque le ballon s’approche. Après le frottement, des cheveux peuvent se soulever vers lui et certains morceaux de papier peuvent le rejoindre. Quelques morceaux restent collés un moment, tandis que d’autres retombent. Le filet d’eau très fin peut se courber vers le ballon, puis retrouver une trajectoire presque verticale quand tu l’éloignes. L’effet est parfois discret, notamment lorsque l’air ou le matériel est humide.

À noter dans ton carnet

Le nombre de morceaux de papier déplacés avant le frottement, puis après, sur les 10 morceaux préparés.
La distance approximative à laquelle le premier morceau commence à bouger, estimée en largeurs de doigt.
Le sens du déplacement des cheveux et de la courbure du filet d’eau.
L’état du ballon et des cheveux : secs ou légèrement humides.

Comprendre

Le frottement permet de transférer des électrons entre deux matériaux : le ballon devient électriquement chargé. Cette charge peut attirer des cheveux et réorganiser légèrement les charges dans le papier ou l’eau, ce qui permet de les attirer aussi.

Toute matière contient des charges électriques positives et négatives. Un objet est globalement neutre lorsque ces charges se compensent. Les électrons portent une charge négative ; certains peuvent passer d’un matériau à un autre quand leurs surfaces se touchent puis se séparent. Frotter multiplie ces contacts : cela ne crée pas les électrons.

Avec un ballon en latex frotté sur des cheveux secs, des électrons passent généralement des cheveux au ballon. Le ballon devient négatif et les cheveux deviennent positifs : des charges de signes opposés s’attirent. Les cheveux chargés de même signe se repoussent aussi entre eux, ce qui peut contribuer à les écarter. Le frottement sur la laine permet également de charger le ballon, même si le résultat dépend des matériaux et de leur état.

Les morceaux de papier n’ont pas besoin d’être chargés au départ. Le ballon chargé provoque une légère redistribution de leurs charges : les charges de signe opposé à celle du ballon se trouvent, en moyenne, un peu plus près de lui. Comme l’action électrique est plus forte à courte distance, l’attraction l’emporte. Si cette force dépasse suffisamment le poids du morceau et sa résistance au déplacement, le papier se soulève.

Une molécule d’eau possède une répartition inégale de ses charges : elle est dite polaire, tout en étant globalement neutre. Près du ballon chargé, les molécules tendent à s’orienter, et le filet est attiré vers la zone où l’action électrique est plus forte. Un filet fin se dévie plus facilement qu’un débit important. Il n’est donc pas nécessaire que le ballon touche l’eau pour observer un mouvement.

Le surnom « ballon aimanté » est une comparaison : ici, l’attraction est électrique, pas magnétique. Dans la vie courante, des vêtements qui se séparent après avoir frotté peuvent aussi se charger et se coller entre eux. L’humidité favorise souvent la dissipation des charges à la surface des matériaux ; c’est pourquoi l’expérience fonctionne généralement mieux avec des cheveux et un ballon bien secs.

Électricité statique: Ensemble des phénomènes liés à des charges électriques accumulées sur un objet.
Électron: Très petite particule portant une charge électrique négative.
Attraction électrique: Force électrique qui rapproche des objets ou des charges.
Polarisation: Légère séparation ou orientation des charges dans une matière, sans nécessairement modifier sa charge totale.

Nouveau défi : À quelle distance le papier commence-t-il à bouger ?

Replace les mêmes 10 morceaux sur la table et frotte le ballon pendant 10 secondes, comme auparavant. Approche-le lentement et estime la distance à laquelle le premier morceau bouge, en largeurs de doigt. Refais deux essais en conservant le même papier, la même zone de frottement et la même durée : obtiens-tu exactement le même résultat ?

Autres idées à tester

Avec les mêmes morceaux de papier, compare une approche lente du ballon et son éloignement lent : les morceaux suivent-ils immédiatement le mouvement ?
Si les cheveux secs et le pull en laine sont tous deux disponibles, compare-les avec 10 secondes de frottement pour chacun et les mêmes morceaux de papier. Note que la charge restante du premier essai peut influencer le suivant.

Ranger et jeter

Ferme le robinet, sèche la table et le pourtour de l’évier avec un torchon. Compte et rassemble les morceaux de papier. L’adulte vérifie le ballon et le range hors de portée des jeunes enfants ; lave et sèche tes mains après l’activité.

L’eau utilisée peut s’écouler dans l’évier. Les morceaux de papier propres et secs vont dans la collecte du papier si les consignes locales les acceptent, sinon dans la poubelle des déchets résiduels. Les fragments de ballon vont dans cette poubelle, jamais dans l’évier.

Pour les enseignants et les animateursCycle 2 (CP-CE2) · Cycle 3 (CM1-6e) · 20 min

Classes: Dès 5 ans ; exploitation proposée du CP au CE2, puis du CM1 à la 6e.
Notion: Observer une interaction à distance, distinguer observation et explication, découvrir les effets d’une charge électrique obtenue par frottement.
Compétences: Formuler une hypothèse et la confronter à des observations.
Suivre un protocole en conservant des conditions comparables.
Décrire un résultat avec un vocabulaire précis.
Consigner et comparer des résultats dans un tableau simple.
En classe: Pour 25 élèves, vous pouvez constituer cinq groupes de cinq, chacun disposant d’un ballon, de 10 morceaux de papier et de cheveux secs ou d’un pull en laine. Préparez les ballons vous-même pour les moins de 8 ans et comptez environ 5 minutes de préparation, puis 15 minutes de manipulations. Organisez les essais sur papier aux tables ; les groupes passent ensuite successivement à l’évier sous votre contrôle. Prévoyez une courte mise en commun supplémentaire pour comparer les essais avant et après frottement, sans présenter une absence d’effet comme une erreur de l’élève.
À la fin, l’élève sait…: L’élève doit pouvoir dire que le ballon frotté peut attirer certains objets sans contact, citer une observation qui le montre et distinguer cette observation de son explication. Au cycle 3, vous pouvez attendre l’idée d’un transfert d’électrons et préciser qu’un objet neutre peut aussi être attiré.

Fiche d’observation à imprimer (une par élève)

Questions fréquentes

Pourquoi le ballon n’attire-t-il presque rien chez nous ?

Vérifiez que le ballon, les cheveux ou la laine sont secs. Un air humide peut rendre l’effet moins durable, et des soins capillaires peuvent modifier le résultat. Utilisez les mêmes 10 petits morceaux, bien séparés, et approchez la zone frottée sans la toucher avec la main. Pour l’eau, l’adulte doit régler un filet continu très fin.

Le papier doit-il rester collé au ballon ?

Non, ce n’est pas indispensable pour réussir l’observation. Un morceau qui se redresse ou se déplace avant le contact montre déjà une attraction à distance. Après contact, des échanges de charges et leur dissipation peuvent modifier le comportement du papier. Son poids et l’humidité interviennent aussi.

Peut-on réaliser uniquement les essais sur papier ?

Oui, vous pouvez vous limiter au papier si vous préférez éviter le contact avec les cheveux ou si l’évier est difficilement accessible. Le frottement se fait alors sur le pull en laine prévu dans le matériel. Conservez l’essai avant frottement pour disposer d’une comparaison. L’adulte reste dans la pièce et assure la préparation du ballon pour les moins de 8 ans.

Vérifiée avant publication

Cette expérience a été relue le 15 octobre 2026 par notre contrôle de sécurité et notre contrôle scientifique : 58 phrases relues une à une, dont 9 appuyées par une citation des sources ci-dessous ; aucune erreur restante.

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