Pourquoi l'eau mouille-t-elle ?

L'eau est faite de minuscules grains

La molécule d'eau : un petit visage de Mickey

Si on pouvait zoomer des millions de fois dans une goutte d'eau, on verrait des milliards de petits grains tous identiques : les molécules d'eau. Chacune est formée d'un gros atome d'oxygène et de deux petits atomes d'hydrogène, d'où son nom : H₂O. Les deux petits atomes sont placés de côté, un peu comme les oreilles de Mickey.

Une molécule avec un côté « plus » et un côté « moins »

La molécule d'eau est un peu comme un tout petit aimant : un côté est légèrement chargé d'électricité positive (le côté des « oreilles »), l'autre côté légèrement chargé d'électricité négative. Ces petits « aimants » s'attirent entre eux, et ils sont aussi attirés par beaucoup d'autres matières.

N.B. :
Les scientifiques disent que la molécule d'eau est polaire. Les liens qui se forment entre deux molécules d'eau voisines s'appellent des liaisons hydrogène. Ils sont beaucoup plus faibles que les liens qui tiennent les atomes ensemble dans une molécule, mais ils sont très nombreux et se refont sans cesse.

Deux forces s'opposent : s'accrocher à soi ou s'accrocher aux autres

La cohésion : l'eau s'accroche à elle-même

Les molécules d'eau se tiennent entre elles, comme des enfants qui se donnent la main en ronde. C'est la cohésion. C'est elle qui forme les gouttes rondes et qui permet à certains insectes, les gerris, de marcher sur l'eau d'une mare : à la surface, les molécules se serrent et forment une sorte de « peau » très fine, appelée tension superficielle.

L'adhésion : l'eau s'accroche aux autres matières

Quand l'eau touche un objet, ses molécules peuvent aussi s'accrocher à ce qu'elles touchent : c'est l'adhésion. Si cette accroche est plus forte que celle entre les molécules d'eau, l'eau préfère s'étaler sur l'objet plutôt que de rester en boule. L'objet est alors mouillé.

Mouiller, c'est donc le résultat d'un match : cohésion contre adhésion. Si l'adhésion gagne, l'eau s'étale. Si la cohésion gagne, l'eau reste en perles.

Pourquoi certaines choses se mouillent et d'autres non ?

Le secret du canard

Le canard a deux astuces. Il étale sur ses plumes une substance grasse fabriquée par son corps. Et ses plumes sont si fines et si serrées qu'elles forment une surface pleine de petits creux qui retiennent l'air. Les gouttes d'eau restent posées dessus, comme sur un matelas de petits coussins d'air, et elles roulent sans mouiller.

Le mystère de la serviette

Une serviette est faite de milliers de minuscules fils, et entre ces fils il y a de tout petits tuyaux. L'eau adore s'accrocher aux parois de ces tuyaux et grimpe dedans toute seule : c'est la capillarité. Voilà pourquoi une serviette absorbe l'eau et pourquoi les plantes réussissent à faire monter l'eau du sol jusqu'à leurs feuilles.

À toi de jouer : trois petites expériences

1. Les gouttes sur une pièce

Pose une pièce de monnaie sur la table. Avec une cuillère ou une pipette, dépose-y des gouttes d'eau une par une, en comptant. Tu verras la goutte grossir et former un dôme sans déborder, retenue par la cohésion. Combien de gouttes arrives-tu à poser avant que ça déborde ?

2. Le poivre qui s'enfuit

Remplis une assiette creuse d'eau et saupoudre un peu de poivre à la surface. Touche l'eau du bout d'un doigt : rien ne se passe. Puis touche-la avec un doigt trempé dans du liquide vaisselle : le poivre s'écarte d'un coup. Le savon affaiblit la « peau » de l'eau, et le poivre est tiré vers les bords, là où la peau est restée forte.

3. Mouillé ou pas mouillé ?

Dépose une goutte d'eau sur une feuille de papier ciré ou une feuille d'arbre, puis sur un morceau de papier absorbant. Observe la différence : la goutte reste ronde sur l'un, elle s'étale sur l'autre.

N.B. :
Fais ces expériences avec un adulte, sur une table que tu peux essuyer. Ne bois jamais l'eau mélangée au savon.

À quoi sert le savon quand on se lave ?

La graisse, elle, ne se mouille pas : l'eau seule la laisse en place. Le savon a deux bouts : un bout qui aime l'eau et un bout qui aime la graisse. Il attrape la saleté grasse d'un côté et l'eau de l'autre, et l'eau peut alors tout emporter. Le savon aide aussi l'eau à s'étaler et à mieux mouiller le linge et la vaisselle, car il diminue l'accroche des molécules d'eau entre elles.

Comment sait-on qu'on est mouillé ?

Étonnamment, notre peau ne possède pas de capteur spécial pour sentir l'eau. Ton cerveau devine qu'une chose est mouillée en combinant plusieurs informations : la fraîcheur (l'eau est souvent plus froide que la peau et elle emporte la chaleur en s'évaporant) et le toucher (le tissu qui colle, la pression). Des chercheurs ont montré qu'on peut se tromper : un objet froid mais sec peut donner l'impression d'être un peu mouillé.

L'eau elle-même est-elle mouillée ?

C'est une question que même les adultes aiment discuter. Si « être mouillé » veut dire être couvert d'eau, alors l'eau n'est pas mouillée : elle est ce qui mouille les autres choses. Si « être mouillé » veut seulement dire être en contact avec de l'eau, alors chaque molécule d'eau touche d'autres molécules d'eau, et on pourrait dire que oui. En sciences, on préfère dire que l'eau mouille une surface solide : tout dépend de la définition qu'on choisit.

Le mouillage dans la vie de tous les jours

• Les vêtements imperméables : leur tissu est traité pour que l'eau forme des perles et glisse, comme sur les plumes du canard.
• Le pare-brise de la voiture : quand il est sale, l'eau s'étale et gêne la vue. Certains produits le rendent déperlant, et les gouttes roulent en perles.
• Les plantes : l'eau monte du sol jusqu'aux feuilles grâce à l'adhésion et à la cohésion de ses molécules.
• Le mercure : ce métal liquide ne mouille pas la peau, car ses atomes s'attirent beaucoup plus fort que l'eau. Il reste en billes brillantes. Il est toxique : on ne le touche jamais.