Une goutte d'eau salée sèche sur une table. Le sel ne se dépose pas n'importe où : d'abord, des cristaux apparaissent sur le bord, formant un anneau, comme le marc de café au fond d'une tasse. Ce comportement est familier à quiconque a vu la trace d'une goutte séchée. Mais que se passe-t-il si la goutte contient des bactéries capables de nager ? Les mouvements aléatoires des micro-organismes peuvent bouleverser le schéma habituel.

Les chercheurs ont pris Escherichia coli — une bactérie mobile bien connue — et l'ont ajoutée à une solution saline. Dans les gouttes contenant peu de bactéries, celles-ci se rassemblaient sur les bords, comme prévu. Mais lorsque le nombre de bactéries augmentait, elles se répartissaient uniformément dans la goutte. Et le sel se comportait de manière encore plus intéressante : en plus de l'anneau périphérique, des cristaux apparaissaient au centre, et plus il y avait de bactéries, plus ces îlots étaient nombreux. Les cristaux du bord, quant à eux, s'allongeaient en formes ramifiées étranges.

Pour comprendre le mécanisme, les scientifiques ont construit un modèle mathématique. Ils ont pris en compte la façon dont le liquide s'écoule à l'intérieur de la goutte pendant l'évaporation, comment les bactéries se déplacent et comment le sel est transporté et se dépose. Il s'est avéré qu'au début de l'évaporation, la mobilité des bactéries leur permet de nager à contre-courant, qui entraîne tout vers le bord. Les bactéries parviennent à atteindre le centre et à s'y fixer. Plus tard, lorsque la goutte se rétracte, ces cellules fixées deviennent des points autour desquels le sel commence à cristalliser. Ainsi, le mouvement vivant des micro-organismes modifie la forme des cristaux inertes.

Ce travail est un pas vers le contrôle de la cristallisation à l'aide d'êtres vivants. Cette capacité serait utile, par exemple, dans l'extraction pétrolière, où les sels obstruent les pores de la roche, ou dans les dispositifs microfluidiques, où il faut déposer des substances avec précision. Les bactéries nageuses pourraient devenir non plus de simples passagères dans la goutte, mais des acteurs actifs du processus.