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Pourquoi l'eau mouille?

par MitchWell, le 04/03/2017 à 21:58 - 1148 visites

Pourquoi l'eau mouille?

Réponse du Guichet du savoir

par gds_se, le 07/03/2017 à 12:28

Bonjour

Si dans le langage courant, il est évident que l’eau mouille – ce n’est en fait pas le cas, l’eau ne mouille pas toujours !

« Tous les liquides sont-ils mouillés ?

Non, tous les liquides ne sont pas mouillés. Même l’eau n’est pas mouillée. Ca dépende de ce qu’elle mouille. […]

Mais le langage ne représente pas forcément bien la réalité. Cette intimité linguistique entre l’eau et l’aspect mouillé vient du fait que nos ancêtres ne connaissaient pas d’autres liquides quand ils eurent besoin d’un mot pour décrire leur état lorsqu’ils sortaient d’une rivière. Après tout, l’eau n’est pas seulement le liquide le plus abondant à la surface de la Terre, c’est également le composé chimique le plus abondant. […]

Pourquoi donc ce liquide omniprésent est-il mouillé ? Pourquoi nous colle-t-il à la peau lorsque nous sortons d’une rivière ? Nos ancêtres primitifs auraient adoré cette explication : elle nous colle à la peau parce qu’elle nous aime.
En termes un peu plus scientifiques, les molécules adhèrent aux substances dont les molécules ont de l’attraction pour elles. S’il n’y avait pas d’attraction entre les molécules d’une goutte d’eau et les molécules à la surface de notre peau, l’eau roulerait comme sur les plumes d’un canard. Notre tâche est donc de découvrir la nature de ces forces attractives.
A plusieurs autres reprises dans ce livre, nous parlons du fait que les molécules d’eau sont polaires et s’attirent les unes les autres comme de minuscules aimants. Les molécules d’eau sont également attirées les unes par les autres à cause des liaisons hydrogène . Si une substance étrangère dont les molécules sont également polaires ou sujettes aux liaisons hydrogène passe par là, les molécules d’eau sont attirées vers elles comme elles le sont entre elles. En d’autres termes, l’eau mouille la substance en question.
La plupart des protéines et des glucides, y compris les protéines de notre peau et la cellulose du bois, du papier, du coton et d’autres matières végétales, sont composés de molécules ayant les caractéristiques adéquates pour que les molécules d’eau veuillent se blottir contre elles. Ils seront donc mouillés par l’eau. En revanche, d’autres substances comme les cires et les huiles n’ont aucune de ces deux propriétés moléculaires nécessaires pour être mouillées par l’eau. [… ]

Le coin des scientifiques

La capacité d’un liquide à mouiller est un terme relatif. Certains liquides sont plus mouillés que d’autres : ils s’étalent et s’écoulent plus rapidement sur une surface qu’ils mouillent.
Étonnamment, l’eau ne mouille pas très bien pour un liquide. L’alcool, par exemple, mouille beaucoup plus que l’eau. C’est parce que les molécules d’eau adhèrent si fortement les unes aux autres qu’elles ont tendance à ignorer les autres molécules alentour et n’y adhèrent pas très volontiers même si elles ont les mêmes types d’attractions moléculaires. »
Source : L’eau et le mouillé in Ce qu’Einstein n’a jamais dit à son tailleur / Robert L. Wolke


Si l’eau mouille notre peau, c’est donc parce qu’elle est attirée par les molécules de notre épiderme :

« Nous sommes au mois de mars et vous vous promenez sur un chemin de campagne. Soudain, une averse. Vous voilà trempé, de la tête aux pieds. La conclusion que l'on peut tirer de cette expérience, c'est que l'eau mouille. Vos cheveux et votre peau tout comme votre pull en coton, oui. Cependant, l'eau ne mouille pas tous les matériaux.

La mouillabilité des matériaux
Lorsqu'une goutte d’eau vient s'écraser sur une surface, elle forme avec celle-ci un angle dit de contact ou de raccordement. Plus celui-ci est étroit, comme sur du verre, par exemple, plus la goutte s'étale et plus la mouillabilité du matériau est élevée. La valeur de cet angle est fonction des interactions qui ont lieu entre le matériau support et l'eau, interactions d'origine électrostatique.

Des surfaces hydrophobes non mouillées
Voilà donc pourquoi un pull en laine sortira mouillé d'une grosse averse alors qu'un ciré restera bien plus sec. Tout comme les plumes d'un canard. Celles-ci sont en effet enduites d'une substance grasse et hydrophobe. Sans parler de leur grande rugosité. De quoi aboutir à un angle de raccordement proche des 180° ! »
Source : Pourquoi l’eau mouille-t-elle ? / Nathalie Mayer (in Futura Sciences)


« L'eau possède cette surprenante propriété de mouiller les objets, et c'est tout à fait étonnant quand on y songe... […]

Manifestement, il y a interaction entre le support solide et le liquide. Ces forces sont d'origine électrostatiques : suivant la plus ou moins grande polarisabilité du support et du liquide, on aura des comportements de mouillage plus ou moins efficaces. Tous les liquides (sauf le mercure) mouillent le verre, les plastiques peuvent avoir des comportements divers. Le Teflon (des poêles "Tefal ®" bien connues) est particulièrement peut mouillable, des récipients de cuisson enduits de ce revêtement seront donc faiblement adhérentes, en notamment vis à vis des substances humides : elles attacheront peu.

La plus ou moins grand mouillabilité d'un solide par un liquide peut être évaluée par l'angle de raccordement que forme le bord de la goutte avec son support. Si la surface est parfaitement mouillée, l'angle vaut 0°. Si l'angle dépasse 90°, le liquide sera considéré comme plutôt peu mouillant. […]

Avez-vous déjà vu de l'eau sur les plumes d'un canard ? Vous comprenez maintenant qu'un canard fait tout pour que l'eau ne puisse pas mouiller ses plumes: il les enduit d'une substance grasse, donc hydrophobe. Ajoutée à la rugosité de la plume, les gouttes ont alors un angle de raccordement voisin de 180°, pas de mouillage possible. »
Source : Pourquoi est-on mouillé lorsqu’il pleut ? / Le Repaire des Sciences


Pour aller plus loin :
Le mouillage dans tous ses états / Jacques Meunier et Daniel Bonn (in CNRS)
Mouillage / David Quéré (in Encyclopaedia Universalis)


Bonne journée
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