Le mystère de l’électricité statique enfin élucidé

Imaginez caresser votre chat par une journée sèche et recevoir un petit choc électrique. Ce phénomène appelé électricité statique, observé pour la première fois il y a plus de 2500 ans, restait jusqu'à présent un mystère pour la science. Mais une équipe de chercheurs de Northwestern University vient enfin de percer ses secrets !

La clé : des nano-déformations de surface

Tout a commencé en 2019 lorsque les scientifiques ont découvert que de minuscules déformations à l'échelle nanométrique sur la surface des objets jouaient un rôle clé dans la génération de charges électriques lors d'un frottement. Leurs nouvelles recherches ont maintenant révélé le fin mot de l'histoire.

Lorsqu'on fait glisser un objet sur une surface présentant ces nano-déformations, comme une main sur la fourrure d'un chat, des charges électriques différentes s'accumulent. Ce courant électrique est alors suffisant pour produire cette petite décharge, surtout quand l'air est sec.

Un phénomène physique enfin expliqué

Le professeur Laurence Marks, qui a dirigé l'étude, se réjouit : "Pour la première fois, nous pouvons expliquer un mystère que personne ne pouvait résoudre auparavant : pourquoi le frottement est important. La réponse est étonnamment simple. Le simple fait d'avoir des déformations, et donc des charges, différentes à l'avant et à l'arrière d'un objet qui glisse entraîne un courant électrique."

Le glissement et le cisaillement sont intimement liés.

Laurence Marks, professeur à Northwestern University

Un modèle pour mesurer les courants de frottement

À partir de leurs recherches de 2019, l'équipe a créé un modèle mathématique pour mesurer les courants électriques générés par le frottement, qu'ils appellent "cisaillement élastique". En gros, la charge est liée à la force et à la friction, conformément à la troisième loi de Newton, et à la façon dont les charges se déplacent.

Quand des matériaux présentant ces nano-déformations se frottent l'un contre l'autre, ils créent cette charge électrostatique qui s'accumule et provoque un courant. Un phénomène fascinant !

Un impact insoupçonné sur notre quotidien et l'univers

Même si comprendre ce mécanisme n'empêchera pas les petits chocs en caressant Minou, les chercheurs soulignent que cela peut aider à prévenir des incidents plus graves comme des incendies ou des explosions dans l'industrie. L'électricité statique a une influence sur de nombreux aspects de notre vie :

• La qualité du café dépend de la charge des grains pendant la mouture
• L'agrégation des particules pour former les planètes ne serait pas possible sans ce phénomène
• De nombreux procédés industriels doivent le prendre en compte

Comment limiter les chocs électrostatiques ?

Si vous voulez réduire les décharges, quelques astuces :

• Préférez les fibres naturelles qui conduisent moins l'électricité
• Marchez pieds nus pour décharger l'électricité accumulée
• Humidifiez l'air ambiant, un taux d'humidité inférieur à 40% favorise l'électricité statique

Et avec votre animal de compagnie, vous pouvez le caresser d'abord avec un chiffon légèrement humide. Mais entre deux maux, peut-être vaut-il mieux choisir le moindre et accepter ces petits chocs, car la fourrure de chat est un excellent générateur de charges électrostatiques !

Une chose est sûre, après 2600 ans de mystère, nous savons enfin pourquoi nos pulls en laine et nos chats nous réservent parfois quelques surprises piquantes. La science n'a pas fini de nous étonner !