Le monde des petits objets en suspension

Dans notre environnement, il existe de nombreux exemples de petits objets en suspension dans un fluide, autres que les gouttelettes de brouillard. C’est le cas des globules rouges de notre sang qui se chargent d’oxygène dans nos poumons et la transportent vers nos muscles et nos organes. C’est aussi le cas des gouttelettes de graisse présentes dans le lait, qui ne décantent que très lentement en formant une peau superficielle (la crème). Dans une avalanche de neige poudreuse, les cristaux de neige sont aussi en suspension dans l’air emporté, ce qui compose un fluide plus dense que l’air ambiant, qui peut s’écouler sur les pentes en atteignant des vitesses considérables (lire l’article Les avalanches de neige). De façon similaire, l’eau chargée de particules d’argile ou de limon extraites par érosion du lit des rivières devient trouble. Ces particules ne décantent que très lentement et les couches les plus profondes, où le fluide est le plus dense, s’écoulent parfois en courants de turbidité au fond des lacs et des océans.

Pourquoi les nuages présents dans le ciel ne tombent-t-ils pas ? Cet exemple permet de s’interroger sur la stabilité des suspensions. La quantité d’eau liquide dans un nuage est de l’ordre de 1 g par m³. Bien que cela ne représente que 1/1 000 de la masse d’air, cela suffirait en soi à faire tomber lourdement les nuages. Mais les nuages contiennent aussi de la vapeur d’eau, plus chaude et plus légère que l’air sec, et en plus grande quantité que l’eau liquide. De plus les nuages sont formés en général par convection naturelle dans des colonnes d’air plus chaudes que leur environnement. Un échauffement de 1°C suffit à créer une baisse de densité de 0,3 %, compensant donc largement le poids des gouttes d’eau. C’est pour la même raison que les fumées ont tendance à monter malgré leur charge en gouttelettes ou en cendres solides.