Des gouttes de pluie tombant dix fois plus vite que ce qui est prédit par les lois de la physique ?

En 2009, des physiciens observaient un étrange phénomène : certaines petites gouttes de pluie tombaient plus rapidement que ce qui est prévu par les lois de la physique. Ils publient aujourd’hui une nouvelle étude qui révèle que certaines de ces gouttes de pluie « ultrarapides » pouvaient tomber jusqu’à… dix fois plus vite que leur vitesse prévue.

Quel est le seuil de vitesse que ces gouttes de pluie ultrarapides semblent franchir ? La « vitesse terminale » est la vitesse atteinte par un objet lorsque la résistance de l’atmosphère compense son poids alors qu’il est en chute libre. À ce moment, sa vitesse cesse d’augmenter. Par exemple, un homme atteint sa vitesse terminale au bout de 550 mètres de chute libre, et cette vitesse est de 195 km/h environ.

Mais en mesurant la vitesse de 1.5 million de gouttes de pluie tombées lors de six orages de pluie à Charleston (Caroline du Sud, États-Unis), via l’émission d’un faisceau laser, des scientifiques ont tout bonnement constaté que le seuil de « vitesse terminale  » avait été franchi. Plus précisément, ils ont constaté que toutes les gouttes larges d’au moins 0.8 millimètre tombaient sur le sol à une vitesse conforme aux lois de la physique, mais en revanche, 30 à 60% des gouttes dont la taille était inférieure à 0.8 millimètre tombaient plus vite que leur vitesse terminale, certaines allant jusqu’à atteindre une vitesse dix fois supérieure à leur vitesse terminale.

Pour l’heure, deux hypothèses ont été avancées par les scientifiques. La première propose que ces gouttes de pluie ultrarapides seraient en fait issues de gouttes « parentes » plus grosses, lesquelles se fragmenteraient pour donner naissance à plusieurs petites gouttes. Les gouttes « parentes » ayant une vitesse terminale plus élevée du fait qu’elles soient plus lourdes, les petites gouttes auraient alors logiquement la même vitesse que celle de leurs défuntes gouttes « parentes ».

Une seconde hypothèse avance que ce phénomène s’expliquerait par la formation de turbulences derrière les gouttes d’eau, réduisant ainsi la résistance de l’atmosphère exercée par les gouttes.

Source : Geophysical Research Letters