(a) Simulation de l'écoulement devant un cylindre avec des particules inertielles par Chan, suivi de l'impact des particules sur la surface du collecteur. (b) Dans les simulations, le suivi d'une seule trajectoire de gouttelette provoque la collision de particules (rouge) lorsque l'interaction de lubrification est négligée, et glisse le long de la surface lorsqu'un effet de lubrification est présent (bleu). (c) Une dynamique similaire avec la lubrification est observée dans les expériences menées par Shahrokhian, où la particule touche à peine et s'échappe de se déposer sur le collecteur. (d) Simulation tridimensionnelle de particules inertielles passant devant une sphère avec de petites bosses, imitant les caractéristiques de surface des coléoptères du Namib. Crédit :Fan Kiat Chan et Aida Shahrokhian
La récolte du brouillard est une source pratique potentielle d'eau douce dans les déserts côtiers brumeux, et les solutions actuelles reposent sur des filets/mailles à l'échelle du mètre. La géométrie du maillage, cependant, présente une forme physiologiquement inappropriée pour les corps en vrac à l'échelle millimétrique, comme les insectes.
Fan Kiat Chan, de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, propose des technologies de collecte de brouillard biomimétiques basées sur les scarabées du désert du Namib comme solution potentielle. Chan discutera de la façon dont la morphologie de la surface peut affecter le flux environnant pour le rendement des gouttelettes lors d'une session à la 72e réunion annuelle de la Division of Fluid Dynamics de l'American Physical Society, qui aura lieu du 23 au 26 novembre, 2019, au Centre des congrès de l'État de Washington à Seattle.
"L'idée d'utiliser le brouillard comme source d'eau douce a été étudiée depuis les années 1980 dans divers endroits, " a déclaré Chan. Ces études ont conduit à la collecte de brouillard à l'aide de filets et de mailles, qui sont maintenant couramment utilisés dans des endroits comme le Chili et le Maroc, parmi beaucoup d'autres. La conception a été tirée des méthodes d'interception du brouillard utilisées par les arbres et peut généralement collecter environ 53 gallons d'eau par jour en moyenne.
Cependant, Les scarabées du désert du Namib utilisent un mécanisme de récolte différent de celui des arbres. Ces insectes utilisent la morphologie de la surface irrégulière - bosses inégales et zones plates - sur le dos pour recueillir l'eau douce du brouillard du désert. Inspiré du scarabée du Namib, Chan et ses collaborateurs Aida Shahrokhian et Hunter King, du Mécanique Biomimétisme et Open Design Lab à l'Université d'Akron, étudier comment la morphologie de la surface affecte l'écoulement du fluide environnant, conduisant par conséquent à l'impaction des gouttelettes pour la récolte.
"Des principes similaires pourraient peut-être être utilisés pour concevoir des bouteilles d'eau capables de collecter le brouillard, permettant une source plus portable, " dit Chan.
Chan discutera de l'augmentation observée de l'efficacité du collecteur lorsque les textures de surface, comme des bosses comme celles des scarabées du désert du Namib, sont présenté. Combiné avec des conceptions à base de maillage, ces collecteurs peuvent offrir une opportunité supplémentaire pour la collecte d'eau douce dans les zones à précipitations limitées.
"La teneur en eau et la fréquence de formation du brouillard peuvent varier en fonction du lieu et de la saison, " a-t-il dit. " Bien que les précipitations puissent être rares dans certaines régions, il est, cependant, important de réaliser que le brouillard est néanmoins un phénomène prévisible et, Par conséquent, source d'eau fiable."
Le discours, « Morphologie de surface et dynamique d'écoulement pour la récolte du brouillard, " sera présenté à 7 h 45 Pacifique (États-Unis) mardi, 26 novembre dans le cadre de la session sur la dynamique générale des fluides.
