Germes, vapeur et chambre à brouillard - Les petites découvertes n°21 

Votre question m'amène à développer un peu l'histoire. Vers 1875, en France, les physiciens Mascart et Coulier montrent que de petits grains de poussière semblent nécessaires à la formation d'un brouillard. Cinq ans plus tard, l'Anglais Aitken arrive à la même conclusion. Aitken travaille quelques temps dans un observatoire de météorologie donnant sur le fameux lac de Loch Ness en Ecosse où le brouillard règne quasiment toute l'année. L' Écossais Wilson est météorologue et s'intéresse également à la formation du brouillard et travaille dans le même observatoire. Wilson veut reproduire des phénomènes naturels, en particulier des brouillards. Il connaît les résultats de Aitken, mais se rend compte qu'en éliminant les grains de poussière, le brouillard finit quand même par se former, mais à des températures de plus en plus basses à mesure que l'air est débarrassé de ses poussières. Il s'agit l'un d'un élément important qui sera complété par deux autres. Le premier est que Aitken et Robert von Helmholtz (le fils du grand physicien Hermann Helmholtz) avaient montré qu'en se détendant, un jet de vapeur d'eau quittant une buse forme un brouillard particulièrement riche en gouttelettes si la vapeur est... électriquement chargée ! Wilson quitte l'observatoire de météorologie et poursuit ses recherches dans le laboratoire Cavendish. C'est dans ce labo que Wilson relève le deuxième élément. En effet, Cavendish était à cette époque l'un des grands centres de recherche sur l'électricité, les ions, les décharges électriques... C'est là que le célèbre J J Thomson travaillait sur l'électron par exemple. JJ Thomson avait montré que la survie de très petites gouttelettes est favorisée par la présence d'ions. Vers 1895, Wilson combine les 3 éléments (1-nécessité de poussières mais formation de brouillard qd même malgré l'absence de poussière mais à des températures plus basses ; 2- la formation d'un brouillard riche en gouttelettes si la vapeur est chargée ; 3- la plus longue survie d'une fine gouttelette en atmosphère ionisée) et décide d'ioniser l'air avec des rayons X (Röntgen avait découvert les rayons X et Jean Perrin avait montré qu'ils sont ionisants) avant d'y provoquer la formation d'un brouillard par détente d'une vapeur. Il observe un magnifique brouillard. Donc les rayons X favorisent la formation d'un brouillard. C'était assez clair que les ions jouent le rôle de germes de condensation. Après la découverte de la radioactivité (1896) et la démonstration qu'un minerai radioactif émet des rayonnements ionisants justement, Wilson se demande s'il ne serait pas possible de révéler ce pouvoir ionisant de la radioactivité dans une chambre dans la quelle de la vapeur serait détendue pour former un brouillard. En toute logique, le brouillard devrait se former le long des trajets des particules ionisantes. Voilà comment il invente "la chambre à brouillard à détente" ou "chambre de Wilson" vers 1910. La chambre au Palais, est une "chambre à brouillard à diffusion". Elle est maintenue froide en permanence, il n'y a pas de détente. Cela présente des avantages mais aussi des inconvénients par rapport à la chambre de Wilson. Si le sujet vous intéresse, un long article en 3 volets sur la chambre à brouillard dont je suis l'auteur a été publié dans 3 numéros différents (mais non successifs) de la revue du Palais de la découverte (mais je ne sais pas si ces numéros sont encore disponibles, d'autant que le premier volet doit dater de 2009).

Un grand merci pour toutes ces explications. J’en suis très satisfait. Très bonne continuation et à bientôt

Oui cette chambre est toujours au Palais, plus pour longtemps... compte tenu de la fermeture imminente.

@ merci, fermeture lié à la pandémie je suppose, un ¨Palais rénové , pour 2023 ?

Vous versez de l'eau dedans en mouillant bien les parois et en bouchant. Peu après l'air est saturé en vapeur d'eau : cela se voit par le fait que les gouttes qui recouvrent la paroi interne n'arrivent pas s'évaporer. La raison ? L'air est saturé en vapeur d'eau.

@@1000KF merci physicien Fadel