Une nouvelle recherche de l'Université de Warwick génère un nouvel aperçu de la façon dont une goutte de pluie ou du café renversé éclabousse.

Le Dr James Sprittles du Mathematics Institute a créé une nouvelle théorie pour expliquer exactement ce qui se passe - dans l'espace minuscule entre une goutte d'eau et une surface - pour provoquer une éclaboussure.

Quand une goutte d'eau tombe, il est empêché de se répandre en douceur sur une surface par une fine couche d'air microscopique qu'il ne peut pas repousser - donc au lieu de mouiller la surface, des parties du liquide s'envolent, et un splash est généré.

Une couche d'air de 1 micron – cinquante fois plus petite que la largeur d'un cheveu humain – peut obstruer une goutte d'eau de 1 mm qui est mille fois plus grosse.

Ceci est comparable à une couche d'air de 1 cm arrêtant une vague de tsunami qui se propage sur une plage.

Le Dr Sprittles a établi exactement ce qui arrive à cette minuscule couche d'air pendant l'action ultra-rapide en développant une nouvelle théorie, capturer sa dynamique microscopique – en prenant en compte différentes conditions physiques, tels que la viscosité du liquide et la pression de l'air, pour prédire si des éclaboussures se produiront ou non.

Plus la pression atmosphérique est basse, plus l'air peut s'échapper facilement de la couche écrasée - donnant moins de résistance à la goutte d'eau - permettant la suppression des éclaboussures. C'est pourquoi les gouttes sont moins susceptibles d'éclabousser au sommet des montagnes, où la pression de l'air est réduite.

Comprendre les conditions qui provoquent les éclaboussures permet aux chercheurs de découvrir comment les empêcher, ce qui conduit à des avancées potentielles dans divers domaines.

En impression 3D, les gouttes de liquide peuvent former les éléments constitutifs de produits sur mesure tels que les appareils auditifs; arrêter les éclaboussures est essentiel pour fabriquer des produits de la qualité souhaitée.

Les éclaboussures sont également un élément crucial de la science médico-légale - que des gouttes de sang aient éclaboussé ou non donne un aperçu de leur origine, qui peuvent être des informations vitales dans une enquête criminelle.

Commentaires du Dr Sprittles :

"Vous ne vous attendriez jamais à ce qu'un événement quotidien apparemment simple présente une telle complexité. La largeur de la couche d'air est si petite qu'elle est similaire à la distance parcourue par les molécules d'air entre les collisions, de sorte que les modèles traditionnels sont imprécis et qu'une théorie microscopique est nécessaire.

"Le plus prometteur, la nouvelle théorie devrait avoir des applications à un large éventail de phénomènes connexes, comme en climatologie - pour comprendre comment les gouttes d'eau entrent en collision lors de la formation des nuages ​​ou pour estimer la quantité de gaz entraînée dans nos océans par les précipitations.