La lumière, non seulement la chaleur, pourrait inciter l'eau à s'évaporer.

Le feu vert signifie "allez". Cela peut également s'appliquer aux molécules d'eau qui s'évaporent.

Des chercheurs rapportent dans les "Proceedings of the National Academy of Sciences" du 7 novembre que la lumière visible, en particulier celle d'une teinte verdâtre, pourrait inciter l'eau à s'évaporer. Selon eux, dans des expériences, l'eau s'évaporant sous la lumière visible a montré un taux d'évaporation plus élevé que ce qui était possible uniquement grâce à la chaleur. Gang Chen, ingénieur mécanique du MIT, et ses collègues expliquent que, combinée à d'autres observations, cette découverte suggère que lorsque la lumière brille sur l'eau, les particules individuelles de lumière, ou photons, peuvent rompre les liaisons qui relient les molécules d'eau, libérant ainsi des amas de molécules dans l'air.

"C'est vraiment passionnant", déclare Yuki Nagata, chimiste à l'Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères à Mayence, en Allemagne, qui n'a pas participé à la recherche. Il note que l'hypothèse doit être vérifiée de manière supplémentaire. "Nous ne sommes pas sûrs à 100% que ce soit vraiment le mécanisme", dit-il. Mais si c'est le cas, c'est "totalement nouveau".

Normalement, c'est la chaleur qui provoque l'évaporation, faisant que les molécules d'eau dans le liquide bougent de manière plus vigoureuse. Cette énergie supplémentaire peut rompre certaines des liaisons entre les molécules dans le liquide, permettant aux molécules de s'échapper sous forme de vapeur d'eau. En fonction de la quantité de chaleur ajoutée, les scientifiques peuvent calculer la quantité d'évaporation attendue. La lumière visible peut aider l'eau à s'évaporer en raison de la chaleur qu'elle transmet (SN : 8/9/16). Mais jusqu'à présent, on pensait qu'elle ne rompait pas directement les liaisons entre les molécules d'eau.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont fait briller la lumière sur de l'eau contenue dans des hydrogels poreux, des matériaux qui absorbent avidement l'eau. L'effet proposé se produit là où l'air rencontre l'eau, et les hydrogels étudiés contiennent d'innombrables coins où les deux se rencontrent, ce qui permet à l'eau d'être séparée et de s'échapper. Dans certains cas, le taux d'évaporation était plus de deux fois supérieur aux attentes basées sur la chaleur. De plus, le taux d'évaporation variait en fonction de la longueur d'onde de la lumière. La lumière verte produisait le taux d'évaporation le plus élevé.

Cette dépendance à la longueur d'onde est un soutien convaincant pour l'hypothèse des chercheurs, déclare la thermodynamicienne Janet A.W. Elliott de l'Université de l'Alberta à Edmonton, au Canada. "Si vous venez de faire briller de la lumière [visible] sur quelque chose, comment savez-vous si c'est la lumière ou la chaleur de la lumière qui fait le travail ? Mais si cela dépend de la longueur d'onde... cela prouve que la partie lumineuse compte." De plus, dit-elle, l'évaporation excessive ne se produisait pas lors de l'utilisation d'un radiateur à la place de la lumière.

Lorsque la chaleur entraîne l'évaporation, les molécules s'échappent généralement une par une. Mais les mesures de la température de la vapeur au-dessus de l'hydrogel suggèrent que lorsque la lumière entraîne l'évaporation, les molécules d'eau s'échappent en amas. Ensuite, les amas eux-mêmes s'évaporent, se brisant en molécules d'eau individuelles et refroidissant la vapeur dans le processus.

En général, la température de la vapeur mesurée était plus élevée près de l'hydrogel, tout comme la vapeur est la plus chaude directement au-dessus d'une casserole bouillante. Mais dans une poche de vapeur située entre environ 8 et 14 millimètres au-dessus de la surface, la température ne variait pas avec la hauteur. Cela, disent les chercheurs, est une preuve d'une région où l'air est saturé de molécules d'eau individuelles, et où les amas s'évaporent et se recondensent continuellement.

"C'est assez convaincant que, dans cette configuration expérimentale particulière, on puisse voir des amas de molécules se détacher et ensuite s'évaporer", déclare Elliott.

Cependant, Elliott ajoute que "de nombreuses questions restent à élucider". Par exemple, les chercheurs n'expliquent pas en détail comment les photons pourraient rompre les liaisons, ni pourquoi cela fonctionne mieux avec la lumière verte.

Chen admet que l'explication théorique nécessite un certain bidouillage. Néanmoins, il espère que cet effet pourrait être utilisé à des fins pratiques, telles que des moyens plus efficaces de produire de l'eau douce à partir de l'eau salée (SN : 8/9/16).

Chen affirme que cet effet pourrait être répandu dans la nature, dans l'eau présente dans des matériaux poreux tels que le sol ou les plantes, ou dans les mousses à la surface de l'océan. "Nous avons le sentiment que cela se produit quotidiennement et largement, c'est pourquoi nous sommes très enthousiastes à ce sujet", déclare-t-il.

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