Effet Lotus

Effet Lotus

L'effet Lotus à été vraiment étudié en 1977 par le botaniste Wilhelm Barthlott. C'est un phénomène de superhydrophobie causé par une rugosité nanométrique. Son nom provient de la plante Lotus dont les feuilles présentent cette caractéristique.

Posé sur cette surface les gouttes restent presque sphériques et peuvent donc rouler pour peu que la surface soit inclinée.

Mouillage d'un liquide sur un solide :

On caractérise le mouillage d'un liquide sur un solide (la vitre de notre avion par exemple) par l'angle de contact entre les deux objets. Ce dernier est caractérisé par la loi de Young-Dupré. Lorsque l'angle de contact est faible, la goutte est aplatie, et on est dans un cas de bon mouillage. Lorsque l'angle de contact est élevé, la goutte est arrondie, on est dans la cas d'un mauvais mouillage.

Où γSL, γSG, γLG sont les tensions superficielles des interfaces solide/liquide, solide/vapeur et liquide/vapeur.

L'objectif est donc d'obtenir un angle de contact maximal, afin d'avoir une goutte la plus sphérique possible.

Surface superhydrophobique :

Une surface superhydrophobe, est décrite par la loi de Cassie selon laquelle un angle de contact supérieur 150° ne permet pas à l'eau de s'accrocher. Ce qui est le cas avec l'effet Lotus.

Une analyse plus précise de la surface permet de comprendre cet effet : La surface est constituée de micro-valons de l'ordre du micromètre qui elles-mêmes sont composées de bosses nanoscopiques.

Cela a pour conséquence de réduire au minimum le contact entre la goutte et le solide. L'eau ne remplis pas les intervalles et repose principalement sur de l'air.

Schéma de S. G. Bodde, tiré de "Biological materials: A materials science approach"

Schéma de S. G. Bodde, tiré de "Biological materials: A materials science approach"

Intérêt pour notre projet :

Il est possible d'obtenir cet effet de différentes manières. Que ça soit en appliquant directement un produit sur la surface à traiter ou en agissant directement sur la structure du matériau.

Récemment un groupe de chercheur de l'université de Rochester ont réussi à mettre au point une surface superhydrophobe grace à un traitement laser.

On retrouve néanmoins deux problèmes majeurs :

Tout d'abord le traitement de surface modifie la structure de la surface et donc altère la transparence de la vitre. En effet les vitres du système de péage automatique en Allemagne sont traité de cette manière et sont légèrement laiteuse.

Ensuite ce genre de dispositif est très sensible aux conditions extérieures, l'usure se fait rapidement sentir et nécessite beaucoup d'entretien.