Enigme 122 – La Pompe à eau des grands arbres…
Réponse… Enigme 122 – La Pompe à eau des grands arbres…
Eh bien non, les grands arbres ne possèdent pas de pompes à eau, cachées dans leurs troncs !
Ils appliquent une simple loi de la physique qui nous dit ceci…
C'est Giovanni Alfonso Borelli* qui nous l'a enseignée :
« La hauteur d'un liquide mouillant les parois d'un tube par capillarité est inversement proportionnel à son diamètre ».
En clair, plus le tube sera fin et plus grande, sera la hauteur atteinte par ce phénomène physique naturel d'aspiration par capillarité.
Conclusion, les très grands arbres, construisent au sein de leurs fibres cellulosiques, des canaux capillaires de plus en plus fin au fur et mesure qu'ils grandissent et/ou qu'ils vieillissent. Ainsi même, les plus hautes branches des plus grands arbres, peuvent nourrir et alimenter en eau et nutriments les feuilles et fleurs les plus éloignées de leur base.
* Giovanni Alfonso Borelli (1608 – 1679) : grand savant italien qui n'était pas moins que… Mathématicien, physicien, philosophe, astronome, médecin et chercheur ! C'est grâce à ses travaux que Isaac Newton lui-même, découvrira quelques 20 années plus tard, les lois de la mécanique céleste. Borelli a été également le grand défricheur et découvreur de la "biomécanique".
Expériences…
1) On peut faire l'expérience de tremper l'extrémité d'un tube de verre de 1 mm de diamètre (intérieur) dans une bassine d'eau. On pourra constater que, par capillarité, l'eau va monter tout naturellement dans le tube de : 1,5 cm.
2) On recommence la même expérience mais cette fois avec un tube de 1/10ième de millimètre (10 fois plus fin). Eh bien l'eau va monter cette fois jusqu'à 15 cm de hauteur. Autrement dit, 10 fois plus haut*. On a là, une pompe naturelle mais hélas sans réelle « puissance ».
3) On refait encore l'expérience avec un tube encore 10 fois plus fin, on arrive donc à 1 centième de millimètre, (ou 10 microns de diamètre). Eh bien là, on pourrait voir que l'eau va monter sans fatigue jusqu'à 150 cm, soit 1,50 m de hauteur cette fois. On a bien un rapport inverse au diamètre et de coefficient 10, à chaque fois.
* En fait la proportion n'est pas tout à fait de rapport 10 mais de 9,81 (constante de gravitation, « g »).
Conclusion, l'assertion de Borelli est bien vraie et c'est bien ce phénomène de capillarité qui fait monter l'eau en haut des plantes, des arbres "sans pompe ni fatigue, par simple capillarité" !
Alors pour un arbre de 150 m de hauteur, le calcul est facile… Il nous suffira d'avoir des tubes capillaires de 0,1 micron de diamètre (expérience 3 reproduite avec tube encore 100 fois plus fin) et l'eau pourra monter jusqu'au sommet. Si avec un tube de 10 microns on peut monter à 1,5m, avec un tube de 1 micron, on pourra monter 10 fois plus haut (1,5 X 10 = 15 m), application directe de la loi de Borelli. Pour un tube de 0,1 micron on pourra monter à 15x10 = 150 m de hauteur.
Après, pour la quantité, il suffira d'avoir des faisceaux de milliers de ces "nano-tubes". La nature sait en produire bien mieux que nous les "bons hommes", avec nos machins et nos machines… (euh …c'est pour l'égalité des sexes !).
Ainsi, les séquoias ou autre eucalyptus géants ont donc des tubes capillaires de moins de 0,1 micron de diamètre et peuvent nourrir leurs feuilles tout là-haut, à 150 m du sol, sans pompe, ni machine, par la seule force de capillarité.
Qui dit mieux que la nature ?
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