Des scientifiques du Massachusetts Institute of Technology ont découvert que la lumière peut provoquer l'évaporation de l'eau sans le moindre apport de chaleur. Ce phénomène, baptisé « effet photomoléculaire », pourrait améliorer l'efficacité des systèmes de désalinisation de 300 à 400 %, selon les résultats publiés dans la revue PNAS. Une découverte qui remet en question ce qu'on croyait savoir depuis l'Antiquité.
On croyait tout savoir sur l'évaporation, et on avait tort
Depuis les philosophes grecs, le principe semblait acquis : pour faire s'évaporer de l'eau, il faut de la chaleur. La chaleur agite les molécules d'eau jusqu'à ce qu'elles se libèrent de la surface liquide et passent à l'état gazeux. C'est le B.A.-BA de la physique, enseigné au collège. Et pourtant, l'équipe du MIT a observé quelque chose de fondamentalement différent.
En travaillant sur des hydrogels remplis d'eau, les chercheurs ont constaté que la lumière seule, sans aucune élévation de température, suffisait à provoquer l'évaporation. Les photons interagissent directement avec les molécules d'eau à la surface du matériau et les éjectent. Ce n'est pas un effet thermique, c'est un mécanisme totalement nouveau, un transfert d'énergie directement de la lumière vers les molécules.
Cette découverte pourrait expliquer des anomalies que les climatologues observaient depuis longtemps. Les taux d'évaporation mesurés au-dessus des océans et des nuages ne collaient pas toujours avec les modèles basés uniquement sur la température. L'effet photomoléculaire pourrait être la pièce manquante du puzzle.
Désalinisation, climat : les applications concrètes sont énormes
Le professeur Gang Chen, spécialiste en ingénierie mécanique au MIT, ne cache pas son enthousiasme : « Cela pourrait conduire à une désalinisation peu coûteuse. » Dans un monde où le stress hydrique touche des milliards de personnes, transformer de l'eau de mer en eau potable grâce à la lumière du soleil, sans chauffer, c'est potentiellement révolutionnaire. L'énergie nécessaire serait drastiquement réduite, rendant le procédé accessible à des régions qui n'ont pas les moyens de faire tourner des usines de désalinisation classiques.
Côté climat, intégrer l'effet photomoléculaire dans les modèles pourrait améliorer sensiblement la précision des prévisions météo et des projections climatiques à long terme. Si une partie de l'évaporation globale échappe au mécanisme thermique classique, alors nos modèles actuels sous-estiment ou mal-estiment certains flux d'humidité dans l'atmosphère.
Comme toute découverte qui bouscule les fondamentaux, celle-ci divise. Plusieurs équipes indépendantes prévoient de reproduire les expériences du MIT pour vérifier les résultats. C'est la règle du jeu en science. Mais si l'effet photomoléculaire se confirme, est-ce qu'il faudra réécrire les manuels de physique dès le collège ?