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Pour survivre dans les régions arides et sauvages du sud-ouest de l’Afrique, les dendroctones du désert du Namib récoltent l’eau de l’air. Ces insectes de la taille d’un bleuet, penchent leurs corps bosselés dans le vent, laissant des gouttelettes du brouillard s’accumuler et s’égoutter le long de leurs enveloppes vers leurs bouches.

Comprendre comment les dendroctones récolent l’eau des déserts

Pendant des années, les scientifiques ont essayé de découvrir les secrets de ces insectes pour aider à fournir de l’eau propre aux communautés dans les zones soumises à un stress hydrique. Aujourd’hui, une équipe de chercheurs a acquis une meilleure compréhension de la façon dont la texture du corps de ces insectes aide à recueillir l’eau.
Lorsque les dendroctones du désert « se couvrent de brouillard », des gouttelettes d’eau frappent leurs abdomens et descendent sur leurs corps. Les chercheurs ont passé des décennies à essayer de découvrir comment la surface de ces insectes transportait les gouttelettes à sa bouche. Mais d’abord, ces scarabées doivent recueillir les gouttelettes.
Hunter King, physicien à l’Université d’Akron dans l’Ohio, et ses collègues se sont donc concentrés sur la façon dont la forme et la texture de ces coléoptères augmentaient la quantité de gouttelettes d’eau qu’ils pouvaient capter dans l’air.
Il peut sembler facile de se placer dans du brouillard, « mais si vous essayez d’attraper des gouttes d’eau, elles vous passent entre les doigts « , dit King. « C’est tout le problème. C’est difficile de faire en sorte que deux choses se touchent. »

Différents modèles avec l’impression 3D

King et son équipe ont utilisé l’impression 3D pour créer plusieurs sphères avec différentes textures de surface – des bosselées, des rainurées et des lisses – et les ont testées dans une soufflerie spécialement conçue pour voir combien d’eau elles pouvaient obtenir d’une brise brumeuse. Ils ont découvert que les surfaces bosselées étaient comme des aimants à brouillard : une sphère avec des grumeaux d’un millimètre sur sa surface a capté des gouttelettes avec un rendement près de 2,5 fois supérieur à une sphère lisse ayant la même surface.
Pour comprendre ce qui se passait au niveau microscopique, King s’est entretenu avec Mattia Gazzola, un spécialiste des mouvements d’animaux, et son étudiant diplômé Fan Kiat Chan à l’Université de l’Illinois à Urbana. Le laboratoire de Gazzola est spécialisé dans les simulations hydrodynamiques. Les deux chercheurs ont créé un modèle informatique pour voir comment différentes forces hydrodynamiques agissaient sur les gouttes d’eau les rendaient plus ou moins susceptibles de se coller à la surface texturée d’une sphère.

La lubrification et la texture

L’un des facteurs importants était la lubrification de la surface, a découvert l’équipe. S’il y a toujours un mince film d’eau, les gouttelettes étaient moins susceptibles d’y adhérer. La texture microscopique de la surface a également influencé le comportement des gouttelettes, rapportent les scientifiques cette semaine lors d’une présentation à la réunion annuelle de l’American Physical Society Division of Fluid Dynamics à Seattle.
Si les chercheurs peuvent manipuler ces propriétés pour créer des matériaux plus efficaces inspirés par les dendroctones, les ingénieurs pourraient concevoir un dispositif de collecte d’eau pour les tentes de réfugiés qui pourrait recueillir les gouttelettes d’eau du vent. De tels matériaux peuvent également être transformés en une bouteille qui peut se remplir d’eau provenant de l’air.

Le brouillard est une ressource difficile à capter

Dans certaines zones arides comme le bord du désert du Sahara au Maroc, les résidents récoltent l’eau du brouillard depuis des années. Ils utilisent des mailles qui acheminent l’eau dans des tuyaux qui la transportent jusqu’au village. Néanmoins, le brouillard demeure une ressource difficile à capter, dit M. Chan, et même une légère augmentation de l’efficacité pourrait profiter aux collectivités de ces régions.
Il reste à voir jusqu’à quel point les technologies inspirées par les dendroctones seront utiles à l’extérieur du laboratoire, indique M. Boreyko. « Vous devez vous demander: pouvez-vous vraiment mettre à l’échelle cette approche à quelque chose d’assez grand pour recueillir assez d’eau qui compte vraiment au niveau des humains ?' »
Source : Science
Crédit photo : Pixabay

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