Les gouttelettes d'eau peuvent créer leur propre version du toboggan électrique. Mais au lieu de détruire la piste de danse, ils risquent d’user nos voitures, nos infrastructures et nos sites du patrimoine culturel.
Les gouttes d'eau qui se chargent en glissant le long d'une surface peuvent ensuite transférer leur charge lorsqu'elles atterrissent sur des matériaux possédant les propriétés électriques appropriées, notamment les métaux. Cela conduit finalement le matériau à se corroder, même lorsqu'il est recouvert d'un revêtement protecteur, rapportent des chercheurs le 26 août dans Nature. L'eau peut également se charger dans les nuages, les orages et les cascades, cet effet pourrait donc être généralisé.
Ces travaux pourraient ouvrir la voie à de meilleurs revêtements anticorrosion, estime Stefan Weber, physicien à l'Université de Stuttgart en Allemagne, qui n'a pas participé à l'étude. Des travaux antérieurs avaient montré que le glissement sur de nombreuses surfaces provoquait la charge des gouttes d'eau, mais considérer l'électrification par glissement comme source de corrosion représente un pas en avant, dit Weber.
L'impact de la corrosion sur l'économie mondiale n'est pas négligeable. Cette vaste catégorie de dommages, qui comprend la rouille, a coûté à elle seule plus de 30 milliards de dollars à l'industrie automobile américaine en 1999. Les coûts de la corrosion ne sont pas suivis de manière cohérente, mais les estimations évaluent le coût mondial à des milliers de milliards.
Des travaux antérieurs attribuaient les dommages à l’impact physique des gouttelettes d’eau, ainsi qu’aux petites quantités de composés corrosifs comme l’acide qu’elles pourraient contenir. Au début, il n'était pas clair si ces gouttes électrifiées avaient causé des dégâts, explique Zhongyuan Ni, physicien à l'Institut Max Planck de recherche sur les polymères à Mayence, en Allemagne. Lors des premières expériences, il n’a constaté aucun dommage sur une surface après des centaines de chutes. « Un jour, j'ai laissé l'expérience [keep] en cours d'exécution. j'oublie; je [went] pour boire du café ou quelque chose comme ça », dit-il. À son retour, il a trouvé des signes de dégâts qui l'ont incité, lui et ses collègues, à enquêter plus en profondeur.
Sachant que des milliers, et non des centaines, de gouttes étaient nécessaires pour créer des dommages observables, les chercheurs ont continuellement libéré des gouttes d'eau sur des échantillons de surface en cuivre recouverts de téflon. Ils imprégnaient les gouttes de charge en les faisant glisser le long de surfaces communes comme les feuilles et les matériaux de construction. Chaque surface était inclinée pour garantir que les gouttes d'eau atterriraient sur le cuivre revêtu. À titre de comparaison, l’équipe a également libéré des gouttes d’eau directement sur du cuivre recouvert de téflon, sans glissement.
Tous les échantillons touchés par des gouttes coulissantes semblaient endommagés lorsqu'ils étaient inspectés au microscope, mais pas un échantillon touché par des gouttes directes. Une technique de microscopie différente utilisée sur un échantillon endommagé a révélé que les gouttes d'eau chargées avaient non seulement pénétré le téflon, mais avaient également atteint et corrodé le cuivre. L’équipe a observé une détérioration similaire sur des échantillons de cuivre et d’or recouverts de verre de polystyrène, montrant que le phénomène n’est pas unique au cuivre recouvert de téflon.
Même si ces gouttes d'eau chargées peuvent se trouver dans les nuages ou glisser le long de votre pare-brise, elles ne devraient pas vous effrayer, dit Ni. Leurs effets sont faibles. Mais cela représente des monuments, des machines et des infrastructures qui sont exposés aux éléments pendant des années. Les petits frais ne doivent pas être ignorés, dit Ni. Même s’ils sont petits, « ils jouent parfois un rôle important ».
