Une journée pluvieuse nettoie généralement votre voiture, mais elle ronge aussi lentement la surface. Autrefois, l’explication semblait limpide: la pluie entraîne la corrosion du métal parce qu’elle transporte des sels, des acides et des polluants; toutefois, des recherches récentes dénichent un coupable caché derrière les effets nocifs d’une goutte d’eau.
Les gouttes d’eau peuvent devenir électriquement chargées lorsqu’elles glissent sur une surface. Cette minuscule étincelle est suffisamment puissante pour dégrader un revêtement protecteur et provoquer la corrosion du métal, selon une étude publiée récemment dans Nature. Les résultats mettent en lumière une raison négligée des dommages de surface causés par l’eau et pourraient potentiellement modifier les outils actuels de préservation des objets métalliques tels que les voitures, les ponts et les navires.
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Lorsque une goutte d’eau défile sur des surfaces telles qu’une feuille, des murs ou des vitres, elle décolle une partie de la charge de surface et laisse derrière elle une charge opposée. Le processus est semblable à la tribochargation, qui survient lorsque certains objets se frottent les uns contre les autres, comme un ballon sur les cheveux.
Si ce phénomène n’est pas nouveau, le rôle qu’il joue dans la corrosion causée par l’eau a été largement négligé. Une équipe de chercheurs de l’Institut Max Planck pour la Recherche sur les Polymères s’est donné pour objectif de comprendre comment les gouttes d’eau électriquement chargées influencent les surfaces avec lesquelles elles entrent en contact.
L’équipe a versé des gouttes d’eau de 35 microlitres (à peu près la taille d’une goutte de pluie) sur quatre surfaces courantes — une feuille, un panneau en mousse de PVC, du verre en polystyrène et un revêtement anti-eau largement utilisé appelé perfluoro octadécyltrichlorosilane (PFOTS). Puis elle a laissé les gouttes tomber sur du cuivre recouvert de Teflon (un revêtement chimiquement résistant) disposé à un angle de 50 degrés.
Les gouttes ont acquis une charge électrique minime comprise entre 0,2 et 2 nanocoulombs. Après 3 000 gouttes, l’équivalent d’un seul jour de pluie, le revêtement en Teflon s’est dégradé, entraînant la corrosion du métal situé en dessous. Quand l’expérience a été répétée avec des gouttes dépourvues de charge électrique, ni le cuivre ni son revêtement en Teflon n’ont subi de dommages.
À l’abri
Les résultats révèlent que même de petites quantités de charge peuvent franchir des couches robustes, résistantes à la chaleur et à l’eau. Cela suggère que l’état électrique de l’eau, et non seulement son acidité ou sa composition chimique, peut être une cause de corrosion.
Les conclusions de l’étude pourraient aider à concevoir des revêtements protecteurs plus résistants aux gouttes d’eau électriquement chargées. Les données indiquent qu’une couche de protection plus épaisse pourrait faire l’affaire, bien qu’il soit nécessaire de poursuivre les recherches sur la conception d’un revêtement spécifiquement destiné à protéger le métal contre les étincelles minuscules.
