L’évaporation de l’eau révèle un mystère longtemps caché par la science

L’évaporation de l’eau est un processus fondamental qui se produit partout autour de nous, des océans aux lacs en passant par les étangs salés. Bien que ce phénomène soit observé et utilisé depuis des millénaires, une équipe de chercheurs du MIT vient de découvrir un aspect jusqu’alors inconnu de ce processus. Leurs travaux révèlent que la lumière, et pas seulement la chaleur, peut provoquer l’évaporation de l’eau.

Les chercheurs du MIT ont démontré, à travers une série d’expériences minutieuses, que la lumière frappant la surface de l’eau peut briser les molécules d’eau et les faire s’évaporer, et ce, en l’absence de toute source de chaleur. Cette découverte, baptisée «effet photomoléculaire», pourrait avoir de nombreuses implications dans divers domaines.

Les résultats de cette étude, publiés dans la revue PNAS, suggèrent que cet effet devrait se produire de manière généralisée dans la nature, des nuages aux brouillards en passant par les surfaces des océans, des sols et des plantes.

Pour prouver l’existence de ce phénomène, l’équipe a réalisé 14 types de tests et de mesures différents. L’un des indicateurs clés, qui s’est manifesté de manière cohérente dans quatre types d’expériences différentes, était le refroidissement de la température de l’air mesurée au-dessus de la surface de l’eau lorsque celle-ci commençait à s’évaporer sous l’effet de la lumière visible, démontrant ainsi que l’énergie thermique n’était pas le moteur de cet effet.

D’autres indicateurs importants ont également été observés, comme la variation de l’effet d’évaporation en fonction de l’angle de la lumière, de sa couleur exacte et de sa polarisation, des caractéristiques qui ne devraient pas se produire si la chaleur était le seul mécanisme en jeu.

Cette découverte pourrait résoudre une énigme vieille de 80 ans dans le domaine de la science du climat. En effet, les mesures de l’absorption de la lumière du soleil par les nuages ont souvent montré qu’ils absorbaient plus de lumière que ce que la physique conventionnelle ne le permettait. L’évaporation supplémentaire causée par cet effet pourrait expliquer cette divergence de longue date, qui fait l’objet de débats depuis des décennies.

Les chercheurs estiment que cette découverte pourrait conduire à de nouvelles applications pratiques, notamment dans les domaines de la production d’énergie et d’eau potable. Des entreprises ont déjà approché l’équipe dans l’espoir d’exploiter cet effet, par exemple pour évaporer du sirop ou sécher du papier dans une papeterie.

Cependant, les chercheurs soulignent que cette découverte n’est que le début et que de nombreuses variables restent à étudier, de la compréhension de l’eau elle-même à l’extension à d’autres matériaux, liquides et même solides. Les expériences nécessaires pour démontrer et quantifier cet effet sont très chronophages, mais ouvrent de nouvelles perspectives passionnantes pour la recherche et l’industrie.

Article: « Photomolecular effect: visible light interaction with air-water interface » – DOI: 10.1073/pnas.2320844121

Des chercheurs du MIT ont découvert un nouveau phénomène : la lumière peut provoquer l’évaporation de l’eau de sa surface sans qu’il y ait besoin de chaleur. La photo montre un appareil de laboratoire conçu pour mesurer l' »effet photomoléculaire » à l’aide de faisceaux laser. Crédit : Bryce Vickmark