Mais que se cache donc derrière ce titre énigmatique ?
Un tas de phénomènes amusants s'observent au quotidien, sans qu'on cherche forcément à les expliquer. Dans l'exemple d'aujourd'hui : « Pourquoi les insectes peuvent marcher sur l'eau ? ».

Je dis insectes, mais j'aurais aussi bien pu parler de pièces de monnaie ou autres objets adéquats, sauf que tout le monde ne s'amuse pas à faire flotter des pièces de monnaie, alors que les insectes marchant sur l'eau, c'est très très connu⁽¹⁾.

Pourquoi donc un tel phénomène ?
En fait, à la surface d'un milieu solide ou liquide, les molécules ne se comportent pas exactement de la même façon qu'à leur état habituel : elles ont un surplus d'énergie, qui se traduit sous la forme d'une tension, donc d'une force, qui pousse vers l'extérieur du milieu. C'est cette force qui retient les insectes à la surface et les empêche de couler ; pareil pour la pièce de monnaie. Cette tension tend aussi à minimiser la surface de contact entre le liquide et le milieu extérieur⁽²⁾. C'est aussi simple que ça.

On observe ce phénomène dans de nombreuses situations :

Les gouttes d'eau ont une forme sphérique, entre autres⁽³⁾ à cause de cette tension. En effet, la sphère est la forme qui offre le moins de surface de contact avec le milieu extérieur pour un maximum de volume, c'est donc la forme qu'elles adoptent.

Si vous êtes passés par la case « TP chimie lycée », vous devez vous souvenir de cet horrible ménisque (le ménisque, cette sorte de creux) qu'on observe en haut d'un tube à essai pas entièrement rempli, c'est la aussi la tension superficielle qui retient l'eau contre les parois et crée cette forme arrondie.

De même, vous devez aussi vous rappeler la dernière goutte qui pendait inlassablement au bout de votre pipette, ou autre, et qui ne tombait pas, quoi qu'il arrive⁽⁴⁾.

Si vous avez déjà trop rempli votre verre, vous vous êtes peut-être étonné du fait qu'il ne déborde pas, et que l'eau fasse un arrondi qui dépasse le haut du verre, chose très pratique qui vous permet de boire ledit verre sans en mettre partout. C'est là encore dû à la tension superficielle, qui tend à conserver une forme sphérique et à minimiser la surface de contact avec l'air.

Pour terminer, une petite expérience : remplissez à ras-bord un verre d'eau. Posez un carton (plus grand que le verre, bien sûr) sur le verre, à plat, contre l'eau, et retournez le verre, tout en maintenant le carton avec votre main, de façon à ce qu'aucune goutte (ou presque) ne s'échappe. Enlevez votre main (ah, j'ai oublié de préciser qu'il fallait faire ça au-dessus d'un lavabo, dommage), et, normalement, tout tient parfaitement, le carton reste en place, à l'envers, défiant la gravité. Là aussi, la tension superficielle, combinée à la pression atmosphérique, empêche l'eau de s'échapper et la contient dans un volume limité.

Comme quoi, les phénomènes les moins connus peuvent expliquer des foules de choses !

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1. ⁽¹⁾ ↑ Tout ceci est très mercantile, je sais.
2. ⁽²⁾ ↑ Et la tendance à minimiser cette surface est plus ou moins forte suivant le milieu extérieur.
3. ⁽³⁾ ↑ La gravité joue aussi un rôle là-dedans, voir ici.
4. ⁽⁴⁾ ↑ Si bien que les constructeurs de pipette ont intégré le volume de cette goutte pour construire des pipettes plus précises : dans un pipette jaugée de 10mL, le trait indiquant 10 mL correspond en fait à 10 mL + volume de la dernière goutte qui ne tombera pas.