Une découverte surprenante révèle une toute nouvelle source d’évaporation

De récentes expériences menées par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont démontré que la lumière seule pouvait faire s’évaporer l’eau, dans certaines conditions plus efficacement que la chaleur.

Lumière et évaporation

L’évaporation se produit lorsque les molécules d’eau proches de la surface du liquide absorbent suffisamment d’énergie pour s’échapper dans l’air sous forme de gaz (vapeur). Si la chaleur en constitue le principal moteur sur Terre, au cours des dernières années, des expériences en laboratoire impliquant des hydrogels avaient révélé des taux d’évaporation beaucoup plus élevés que prévu compte tenu de la quantité de chaleur à laquelle ils étaient exposés.

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Supposant que la lumière elle-même soit à l’origine du phénomène, des chercheurs du MIT ont placé un échantillon d’hydrogel sur une balance, l’ont exposé successivement à différentes longueurs d’onde du spectre lumineux et ont mesuré la quantité de masse qu’il perdait au fil du temps. Afin d’éviter que la chaleur supplémentaire dégagée par les sources de lumière ne vienne fausser les résultats, ces dernières étaient soigneusement protégées.

Il s’est avéré que l’eau s’évaporait à des taux beaucoup plus élevés que ce que la limite thermique était censée permettre, avec un degré d’évaporation semblant dépendre des longueurs d’onde utilisées (la lumière verte se révélant la plus efficace), démontrant que ce phénomène n’était pas lié à la chaleur.

Les auteurs de l’étude, publiée dans la revue PNAS, ont ensuite répété l’expérience dans l’obscurité, en utilisant l’électricité pour appliquer la même quantité de chaleur à l’hydrogel que lors de la précédente. Le taux d’évaporation de l’eau est resté bien en deçà de la limite thermique, et également bien inférieur à celui obtenu lorsque le matériau était exposé à la lumière.

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Effet photomoléculaire

Cet « effet photomoléculaire » impliquerait le clivage des groupes de molécules d’eau près de la surface du liquide lorsque les photons lumineux les atteignent. Bien qu’il n’ait été observé jusqu’à présent qu’en laboratoire, il pourrait également se produire au sein des nuages ou à la surface de la mer (même si, dans ces conditions, la chaleur du soleil fait probablement le plus gros du travail), avec des implications potentielles pour nos modèles climatiques.

Selon l’équipe, un tel phénomène pourrait être exploité pour décupler l’efficacité de systèmes de désalinisation (ce qu’elle s’attachera prochainement à démontrer) ou de refroidissement par évaporation.