Des physiciens ont identifié le rôle des molécules contenant du carbone dans la détermination de la polarité des charges lors des collisions de particules dans les nuages de cendres volcaniques. Cette découverte explique l'effet triboélectrique à l'origine des éclairs volcaniques. La découverte provient d'expériences menées avec des particules de dioxyde de silicium.
Les éclairs volcaniques se produisent lorsque les particules des nuages de cendres entrent en collision et échangent leur charge électrique par l'effet triboélectrique, se séparant en groupes chargés positivement et négativement qui se déchargent sous forme d'éclairs. Pendant des décennies, les chercheurs se sont demandé pourquoi des particules identiques de dioxyde de silicium se chargeaient différemment au contact - l'une positive, l'autre négative - rompant ainsi la symétrie attendue. Des hypothèses telles que l'humidité, la rugosité de la surface ou la structure cristalline avaient été proposées mais non confirmées. > Il y a beaucoup de candidats", déclare Galien Grosjean, qui travaille aujourd'hui à l'université autonome de Barcelone. "Les gens pensent que l'humidité est importante, ou la rugosité, ou la structure cristalline. Galien Grosjean, alors qu'il travaillait à l'Institute of Science and Technology Austria à Klosterneuburg, et ses collègues ont testé l'influence des contaminants de surface. En utilisant des ultrasons pour faire léviter des particules de dioxyde de silicium, ils ont laissé chacune d'elles rebondir une fois sur une plaque cible correspondante et ont mesuré la charge. Le nettoyage des échantillons par cuisson a permis d'éliminer les molécules contenant du carbone, ce qui a inversé les charges positives et négatives. > La charge peut être positive ou négative. S'il était positif, nous le faisions cuire ou le nettoyions et refaisions l'expérience, puis il se chargeait négativement", explique M. Grosjean. L'analyse a confirmé que les molécules de carbone étaient le facteur dominant, l'emportant sur les autres. Les échantillons nettoyés ont retrouvé une charge positive au bout d'une journée environ, ce qui correspond au temps nécessaire pour réacquérir les contaminants carbonés en suspension dans l'air. Daniel Lacks, de la Case Western Reserve University de Cleveland (Ohio), a fait l'éloge de ce travail. > Les gens savent que les surfaces sont pleines de saletés. Mais je n'ai jamais vu cela dans le cadre de la charge triboélectrique", déclare-t-il. M. Lacks a relevé des difficultés : la contamination peut empêcher de prédire avec précision la direction de la charge. L'étude est publiée dans Nature (DOI : 10.1038/s41586-025-10088-w).
