Il se dit que le spectacle offert par la pluie sur un paysage désertique est époustouflant.
En effet, il y a bien quelque chose d’envoutant à dans cette curieuse association entre deux éléments naturels que tout oppose : l’humidité de l’eau et la sécheresse du sable.
Mais au-delà de cet émerveillement poétique, cette inhabituelle interaction fluide-solide peut être étudiée scientifiquement.
Dans le cas du sable, on parle alors de milieux dits granulaires. Ainsi, pourrait-on caractériser l’impact d’une goutte de pluie sur un banc de sable ?
🏜️ Perles du désert
Il est bien plus facile d’imaginer un cratère laissé par un astéroïde géant après avoir percuté la surface terrestre. Et pourtant, l’impact d’une goutte de pluie sur une surface sableuse ressemble, à bien des égards, à ce phénomène astrophysique !
Après collision, les gouttes de pluie (comme les astéroïdes) laissent de petits cratères à la surface. Ces derniers ont des tailles qui dependent de la densité des gouttes, leur diamètre, ainsi que leur énergie d’impact (qui dépend de leur vitesse).
Des chercheurs de l’université de Minnesota ont même montré que cette relation entre taille de cratères et celle des gouttes est similaire au modèle astronomique utilisé pour les astéroïdes !
☄️ Impact de gouttes
Leurs expériences consistaient à filmer l’impact de gouttes d’eau de tailles variées (entre 1 et 5 mm de diamètre) sur un banc de sable d’épaisseur fixée. Les gouttes étaient relâchées d’une hauteur allant de 1.8 mm à… 12 m !
À l’impact, ils ont observé que les gouttes commençaient par s’étaler horizontalement avant de se rétracter sous l’effet de la capillarité, piégeant au passage quelques graines de sable.
Ils ont également découvert que le rapport entre la taille des cratères et leur profondeur est similaire à celui des cratères que observés sur Mars ou sur la Lune !
La prochaine fois que vous verrez de la pluie dans votre jardin, pensez que vous observez un phénomène similaire à une pluie de météorites !
