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L’effet lotus

Science, numérique et poésie

par BARRE Philippe

Pluie de printemps ... Champs de lotus ... Gouttes d’eau qui roulent et glissent sur les feuilles ...

Comment le physicien perçoit-il ce phénomène, appelé effet lotus  ?
Les élèves de Spécialité de Physique-Chimie (Terminale S) ont étudié la super-hydrophobie des feuilles et des fleurs de lotus. Cette « super-peur de l’eau » se manifeste ainsi : au lieu de s’étaler et d’avoir une grande surface de contact avec la feuille, la goutte d’eau va au contraire rester sphérique et ne va pas adhérer à son support.

Cette caractéristique naturelle que possèdent certaines plantes trouve son explication à l’échelle microscopique, et peut être reproduite avec une surface en verre recouverte de nanoparticules de carbone produites par de la fumée.

Pour décrocher le label ’Super-Hydrophobe", la surface doit être non mouillable : l’angle entre la surface de contact et la tangente à la goutte au point de contact doit être supérieur à 150°.

A partir de photos prises avec leur téléphone intelligent, les élèves ont déterminé la valeur de cet angle avec l’application Photo Ruler pour différentes surfaces.


Les résultats obtenus par tous les groupes ont ensuite été traités statistiquement : calcul de moyenne, d’écart-type expérimental et d’incertitude.
La poésie n’a pas été oubliée avec l’étude expérimentale de la tension superficielle, dont les effets spectaculaires peuvent être observés dans la nature sur les plans d’eau où les gerris, ces insectes-patineurs, exercent leur art :

... ou encore au-dessus de nos têtes dans la Station Spatiale Internationale :