Dans certaines conditions, une goutte d’eau qui tombe sur une surface peut rebondir. Des conditions que des chercheurs viennent juste d’éclaircir. Une découverte qui pourrait aider, notamment à développer des techniques d’impression 3D plus efficaces.

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Étudier la dynamique des gouttes d’eau peut sembler futile. Mais il n'en est rien. Des gouttelettes d'eau entrent en permanence en collision dans les nuagesnuages. Et mieux comprendre leur comportement aiderait aussi à développer des techniques comme l'impression 3Dimpression 3D sur métal. Aujourd'hui, justement, des physiciens de l'université de Warwick (Royaume-Uni) expliquent pourquoi certaines gouttes rebondissent et d'autres pas.

Au moment d'entrer en collision avec une surface, des gouttes peuvent soit former des éclaboussures, soit s'étaler sur la surface ou encore rebondir. Et il semblerait que le sort des gouttes soit déterminé par la formation d'un fin coussin d’air. D'une épaisseur de quelques nanomètres seulement. Un peu comme si la LuneLune venait rebondir sur le trampoline des enfants dans le jardin.

Une illustration de ce qu'il se passe lorsqu’une goutte d’eau s’étale sur une surface avec un zoom sur le coussin d’air qui se forme entre les deux. © Université de Warwick
Une illustration de ce qu'il se passe lorsqu’une goutte d’eau s’étale sur une surface avec un zoom sur le coussin d’air qui se forme entre les deux. © Université de Warwick

Tomber à la bonne vitesse

En général, une affinité, connue des physiciensphysiciens sous le nom d'attraction de Van der Waals, se crée entre les molécules d'eau de la goutte et les molécules constituant la surface. Ainsi, la goutte est comme prise au piège. Elle ne rebondit pas.

Au travers de simulations numériquessimulations numériques détaillées, les chercheurs montrent toutefois que la vitesse de chute est capitale. Si celle-ci est trop élevée, la goutte s'écrase sans qu'un coussin d'air ait pu se former et l'en empêcher. Si elle est trop faible, les forces de Van der Waalsforces de Van der Waals prennent le dessus. Ce n'est qu'à la bonne vitesse que la goutte rebondit tout simplement sur le coussin d'air qui se forme entre elle et la surface.