Depuis que les mesures d’évaporation de l’eau existent, et surtout dans le cadre de la formation des nuages, un mystère plane: on mesure plus d’évaporation que ce que permet la physique, c’est-à-dire calculée à base de l’effet thermique. Sans autre réponse, le mystère reste en suspens, où est mis de côté au nom d’erreurs de mesure.
Ca, c’était avant. En avril 2024, une équipe du MIT publiait une étude dans PNAS (1) intitulée « Effet photomoléculaire: interactions entre lumière visible et l’interface air-eau », et introduite comme suit:
Nous utilisons 14 expériences différentes pour démontrer l’existence de l’effet photomoléculaire : les photons du spectre visible séparent les grappes d’eau des interfaces air-eau. Nous utilisons un laser pour étudier des interfaces air-eau uniques et montrons des réponses dépendant de la polarisation, de l’angle d’incidence et de la longueur d’onde, avec un pic dans le vert où l’eau en vrac n’absorbe pas. Les spectres d’absorption Raman et infrarouge et la distribution de la température dans l’air montrent l’existence d’amas d’eau sous l’effet de la lumière. Nous suggérons que l’effet photomoléculaire fournit un mécanisme pour résoudre l’énigme de longue date de l’absorbance solaire mesurée des nuages plus importante que les prévisions théoriques basées sur les constantes optiques de l’eau en vrac et nous démontrons que la lumière visible peut réchauffer les nuages. Notre travail suggère que l’évaporation photomoléculaire est répandue dans la nature.
En résumé, cet effet nouvellement découvert multiplie par quatre le taux d’évaporation de l’eau par rapport à l’effet thermique classique. Il est optimal sous certaines conditions (lumière verte polarisée à un angle de 45° de la surface), mais fonctionne naturellement dès lors que de l’eau est exposée à la lumière.
Selon un article publié dans la lettre du MIT (2):
« La découverte d’une évaporation causée par la lumière plutôt que par la chaleur apporte de nouvelles connaissances sur l’interaction entre la lumière et l’eau », déclare Xiulin Ruan, professeur de génie mécanique à l’université de Purdue, qui n’a pas participé à l’étude. « Cela pourrait nous aider à mieux comprendre comment la lumière du soleil interagit avec les nuages, le brouillard, les océans et d’autres masses d’eau naturelles pour influer sur le temps et le climat. Elle présente des applications pratiques potentielles importantes, telles que le dessalement de l’eau à haute performance grâce à l’énergie solaire. Cette recherche fait partie du rare groupe de découvertes véritablement révolutionnaires qui ne sont pas acceptées immédiatement par la communauté mais qui prennent du temps, parfois beaucoup de temps, pour être confirmées.
De nombreuses applications!
Depuis la publication du premier article, l’équipe a déjà été contactée par des entreprises qui espèrent exploiter l’effet, explique M. Chen, notamment pour l’évaporation du sirop et le séchage du papier dans une papeterie. Selon lui, les premières applications les plus probables concerneront les systèmes de désalinisation solaire ou d’autres processus de séchage industriel. « Le séchage consomme 20 % de l’énergie totale utilisée dans l’industrie », souligne-t-il.
Étant donné que l’effet est si nouveau et inattendu, M. Chen estime que « ce phénomène devrait être très général et que notre expérience n’en est qu’à ses débuts ». Les expériences nécessaires pour démontrer et quantifier l’effet prennent beaucoup de temps. « Il y a de nombreuses variables, de la compréhension de l’eau elle-même à l’extension à d’autres matériaux, à d’autres liquides et même à des solides », explique-t-il.
On imagine également des applications de climatisation: l’évaporation de l’eau refroidi (principe de la transpiration), donc des systèmes de climatisation à base de lumière, très nettement moins gourmands en énergie que les systèmes actuels, pourraient bientôt apparaître autant à l’échelle des bâtiments qu’à celle des vêtements.
L’impact sur la modélisation climatique devrait être important, d’autant que les modèles actuels sous-estiment largement le taux d’évaporation réel. Wet and sea. Il est encourageant de constater que les « certitudes scientifiques » revendiquées par les « spécialistes » n’en sont pas toujours, et donc se méfier des dogmes et des politiques qui en découlent.
Liens et sources:
(1) https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2320844121
(2) https://news.mit.edu/2024/how-light-can-vaporize-water-without-heat-0423
Ze Rhubarbe Blog 