LEIDENFROST EFFET

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On peut observer que des gouttes d'eau tombées sur une surface très chaude se déplacent, avant de s'évaporer, d'une façon qui semble erratique. On l'explique par un coussin de vapeur qui se forme entre la surface et la goutte, permettant à celle-ci de flotter et de réagir de façon visible aux différences de température entre différents points du substrat. Johann Gottlob Leidenfrost a étudié en détail ces phénomènes en 1756, et on appelle température de Leidenfrost la température à partir de laquelle l'évaporation des gouttes d'eau est fortement ralentie car l'ébullition est contrôlée par la formation d'un coussin de vapeur; cette température dépend du liquide et du substrat: elle est de 470 0C par exemple pour l'eau sur une céramique.

photographie : L'effet Leidenfrost 

L'effet Leidenfrost 

Une goutte d'eau, tombée sur une surface chaude (ici sur une lame de cuivre au profil en dents de scie), se déplace à une vitesse de quelques centimètres par seconde sur une distance de 1 mètre avant de s'évaporer. 

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Une expérience précise vient de démontrer que cette danse des gouttes leur permet de vaincre les forces de gravité et ainsi de remonter une pente ou d'être dirigées dans une direction choisie. Heiner Linke et ses collaborateurs de l'université de l'Oregon à Eugene (États-Unis) ont usiné une plaque de cuivre pour que son profil ait la forme d'une lame de scie. En chauffant cette lame au-delà de la température de Leidenfrost, ils sont parvenus à accélérer de quelques mètres par seconde carrée des gouttelettes de différents liquides et de taille millimétrique. Ils ont également réussi à leur maintenir une vitesse de l'ordre de 5 centimètres par seconde sur une distance d'1 mètre.

L'interprétation proposée par les auteurs est qu'une force visqueuse exercée par le coussin de vapeur contrôle le mouvement des gouttes. La maîtrise de ce phénomène pourrait avoir des applications intéressantes, par exemple pour le refroidissement automatique de certains microsystèmes informatiques.

—  Bernard PIRE

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Écrit par :

  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

Pour citer l’article

Bernard PIRE, « LEIDENFROST EFFET », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-leidenfrost/