Pourquoi la bulle ne remonte pas : le secret des petites secousses ✛
Une bulle de gaz sur une électrode ressemble à un ballon de baudruche qui veut s'envoler mais qu'on tient par une ficelle. Dans des expériences avec de l'hydrogène sur un fil de platine, une bulle millimétrique restait suspendue à la surface, alors que selon tous les calculs, elle aurait dû se détacher depuis longtemps.
Le secret, c'est que tout près de la grosse bulle, de minuscules bulles naissent en permanence. Quand la grosse bulle tente de remonter, elle heurte les petites et fusionne avec elles. Après chaque fusion, la bulle est brusquement tirée vers le bas. Une seule secousse est faible, mais elles se produisent en très grand nombre.
Pourquoi la fusion pousse-t-elle vers le bas ? Lorsque deux bulles de tailles différentes fusionnent, leur surface totale diminue, mais de manière inégale : le liquide près de la petite bulle est freiné plus fortement. Cela crée une impulsion brève, dirigée vers la surface. La somme de ces impulsions produit une force constante qui contrebalance la poussée d'Archimède. Maintenant que le mécanisme est compris, les ingénieurs peuvent contrôler les bulles dans les électrolyseurs en modifiant le courant ou la surface de l'électrode, afin que les bulles ne gênent plus le fonctionnement.
Une bulle millimétrique retenue près d'une électrode peut résulter de jusqu'à cent mille fusions avec des microbulles, chacune durant moins d'une milliseconde.
Le contrôle des bulles par fusion en cascade rappelle les technologies de science-fiction où des robots microscopiques maintiennent collectivement des macro-objets, bien qu'ici le rôle des robots soit joué par les bulles elles-mêmes.