Jura Terre de Louis pasteur Dole / Arbois

Expérience 2: l’eau se met en boule!

L’eau ne mouille pas la feuille de lotus ! Comment faire pour que l’eau glisse sur une surface sans la mouiller ? Le lotus ou le canard ont trouvé la solution.

Pars à la découverte de « l’effet lotus ».

Matériel nécessaire :

  • De l’eau
  • Du colorant alimentaire
  • Des objets de matières différentes : bois, plastique, verre, tissu,…
  • Une poêle ou une casserole avec un revêtement anti-adhésif (type « téflon »)
  • Une paille
  • Une plume d’oiseau

Expérience

Commence par colorer l’eau avec quelques gouttes de colorant alimentaire de ton choix.

Plonge la paille dans l’eau et met ensuite ton pouce sur le trou du haut pour bien le boucher. Cela permet de retenir le liquide qui est monté dans la paille. Garde le bien dessus !!!

Mets la paille au-dessus du 1er objet et relâche très très légèrement la pression de ton pouce pour que juste une goutte d’eau tombe sur la surface de l’objet. Sois précis et ne va pas trop vite (tu peux t’entrainer à manipuler la paille avec l’eau avant de faire l’expérience).

Essaie sur différentes matières, par exemple : un tissu un peu épais, une poêle revêtement anti-adhésif, un objet en plastique, un morceau de carton, un morceau de bois, de métal, de verre, ……….

Observe comment la goutte d’eau se comporte lorsqu’elle rentre en contact avec l’objet.

Tu peux voir qu’elle ne prend pas la même forme sur tous les objets : tantôt elle s’étale et s’aplatit, tantôt elle garde une forme bombée pas très épaisse, tantôt elle reste bien en boule.

Comment ça marche ?

Plus une goutte d’eau s’étale sur une surface, plus celle-ci est hydrophile (elle aime l’eau) et les molécules d’eau vont donc se « lier » à cette surface.

Moins une goutte d’eau s’étale, plus la surface est hydrophobe ! Une surface “hydrophobe” est une surface qui “a peur de l’eau”. Lorsqu’on va poser une goutte d’eau dessus, elle ne va pas s’étaler, mais au contraire, rester bien ramassée sur elle-même. Par exemple, les poêles recouvertes d’un revêtement noir antiadhésif ont une surface très hydrophobe.

Tout est une question d’équilibre. Plusieurs phénomènes ont lieu lorsqu’on dépose une goutte sur une surface :

  • Les molécules qui constituent l’eau s’attirent entre elles, et c’est la raison pour laquelle l’eau ne s’étale jamais totalement ! Elle “préfère” rester ramassée sur elle-même.
  • La gravité, au contraire, fait que l’eau tombe naturellement. Elle devrait s’étaler au maximum sur la surface, pour être le plus bas possible.
  • Un dernier paramètre est important pour l’hydrophobie, c’est la forme microscopique de la surface. Par exemple, les feuilles de lotus sont constituées de petits reliefs sur lesquelles l’eau ne peut pas bien s’accrocher : la goutte d’eau reste sous forme d’une boule, et glisse sur la surface !

Le saviez-vous ?

Quand tu déposes des gouttes d’eau sur une plume d’oiseau, tu peux remarquer qu’elles gardent une forme bien ronde, et qu’elles glissent à la surface de la plume. 

Les plumes du canard sont super-hydrophobes et sèchent instantanément. L’agencement des plumes et la structure poreuse déterminée par l’entrecroisement des barbes et des barbules, reliées par de minuscules crochets, suffisent à expliquer l’étanchéité du plumage.