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Chacun a fait cette expérience d’une promenade champêtre à la belle saison après une averse où une odeur caractéristique flotte dans l’air, agréable et familière, à la fois terreuse et végétale, fraîche et légère, presque évanescente. D’où provient cette odeur spécifique de la pluie, ou plus exactement d’après la pluie ? Ce n’est pas une question anodine, l’odeur de la pluie renvoie à des préoccupations existentielles profondes de l’espèce humaine.

 

En 1964, Bear et Thomas, deux géologues australiens, sont les premiers à se pencher sur le problème en publiant un article dans la prestigieuse revue scientifique Nature. Pour désigner cette odeur spécifique, ils proposent le terme petrichor dérivé du grec petra signifiant « pierre » et ichor signifiant « sang, fluide ». Le petrichor est le résultat d’un travail complexe de la nature dans son ensemble, minéral et végétal. À l’origine du pétrichor, on trouve d’abord une substance huileuse sécrétée par les plantes et absorbée par la terre et les roches en période sèche. Cette substance imprègne également les graines des plantes avant la germination pour leur permettre de mieux s’adapter en cas de sécheresse. Lors d’une averse ou d’un orage* , le vent, les feuilles, la pluie, la terre se mélangent et cette substance huileuse dispersée va alors dégager une odeur caractéristique. On utilise aujourd’hui le terme de géosmine pour désigner cette odeur, résultat du mélange de ces huiles végétales, de l’activité de bactéries (actinomycètes) qui produisent des spores et des composés de sédiments au contact des gouttes d’eau. Après une longue période de sécheresse, l’odeur de la géosmine est souvent perçue plus intensément car les bactéries ont produit une plus grande quantité de spores.

 

* En cas d’orage, il peut y avoir également production d’ozone (qui signifie étymologiquement « exhaler une odeur ») composé de 3 atomes d’oxygène (03). Contrairement au dioxygène (O2) inodore, l’ozone présente une odeur agréable, faiblement javelisée, perceptible à très faible concentration par le nez humain (0,01 ppm). L’électricité générée par les éclairs divise les molécules d’oxygène et de nitrogène dans l’atmosphère qui se reforment ensuite en oxyde nitrique (NO). Ce dernier, en interaction avec d’autres éléments chimiques de l’atmosphère produit alors l’ozone. Il est possible de retrouver cette odeur dans des endroits confinés où règne un fort champ électrique.

Impact d’une goutte d’eau sur le sol

figure 6.1. Images de l’impact d’une goutte d’eau sur le sol, réalisées  par une caméra très haute résolution (Gariepy et al. 2015).

Accessible sur news.mit.edu/2015/rainfall-can-release-aerosols-0114

Le nez humain est très sensible à la géosmine (seuil de l’ordre de 5 ppb) et les évaluations qualitatives révèlent que dans le contexte « après l’averse », elle est assez unanimement jugée plaisante. Dans ses recherches anthropologiques sur les populations aborigènes Pitjanjajara, l’Australienne Diana Young de l’université de Queensland rapporte dans la revue Etnofoor que l’odeur de la pluie après une longue sécheresse est intégrée à la conscience collective de cette communauté parce qu’elle est directement reliée aux conditions de culture et d’élevage (Young 2005). La survie (et donc les cultures et l’élevage des animaux) dépend en grande partie de ces épisodes de pluie. La valence hédonique positive associée à l’odeur de la pluie paraît logique et probablement ancrée dans la mémoire collective de l’humanité. Toutefois, pour l’homme des villes du XXIe siècle, l’odeur de la pluie sur le bitume n’est pas tout à fait identique et n’a peut-être pas un caractère aussi plaisant. Un objet de plus pour la recherche…

 

Jusqu’à récemment, le processus par lequel cette émanation se produisait était inconnu. L’hypothèse communément admise reposait plutôt sur un postulat de réactions chimiques complexes. Or, il n’en est rien et c’est ce qu’ont découvert des ingénieurs du célèbre MIT (Massachusetts Institute of Technology) qui ont publié leur travail dans la revue Nature Communication (Gariepy et al. 2015). Ils ont filmé à l’aide de caméras de très haute performance (vitesse et précision de l’image) l’impact des gouttes d’eau sur le sol. Comme les Américains ne font jamais les choses à moitié (figure 6.1), ils ont filmé plus de 600 chutes de gouttes d’eau sur 28 types différents de surface (16 portions de sol naturel et 12 matériaux artificiels), avec plusieurs hauteurs de chute de sorte à varier la vitesse et la force de l’impact. De ces observations, il ressort que lorsque la goutte d’eau frappe le sol, elle emprisonne sous elle à l’impact de minuscules bulles d’air. Celles-ci remontent alors à l’intérieur du liquide (comme le font les bulles de n’importe quelle boisson gazeuse) et finissent par éclater à la surface de la goutte d’eau en train de « rebondir ». Ce faisant, elles dispersent dans l’air de très nombreux aérosols et parmi eux des molécules odorantes. Il s’agit donc d’un mécanisme physique (et non chimique) qui est responsable de l’odeur de la pluie.

 

Pour être plus précis dans leur description, les chercheurs ont comparé la quantité d’aérosols dispersés en fonction de la nature (en particulier la porosité) du sol et la vitesse de chute. Lorsque le sol est plutôt poreux (ils ont utilisé les pelouses du campus pour leurs expériences, la terre battue par exemple) et que la chute de la goutte d’eau est faible ou modérée, alors le dégagement d’aérosols (et donc d’odeurs) est important. En revanche, lorsque la pluie est intense, les gouttes arrivent trop violemment sur le sol pour que les microbulles d’air puissent se former, empêchant ainsi la dispersion des aérosols et donc des odeurs. Passionnés par leur travail, les ingénieurs du MIT ont poursuivi leurs investigations en modélisant l’impact de la goutte d’eau sur des surfaces recouvertes d’une encre fluorescente.

 

Ils ont ainsi pu observer la dispersion des microparticules après l’impact au-dessus de la goutte d’eau, dispersion qui dépend ensuite naturellement de la direction et de la force des vents. Ces observations ne sont pas tant cruciales pour expliquer l’odeur de pluie que pour expliquer la propagation de certaines maladies. En effet, si les molécules odorantes sont ainsi ballottées par les vents, de nombreux virus et bactéries présents au niveau du sol le sont également, et l’averse pourrait être un vecteur important de dissémination. Devra-t-on bientôt prodiguer des conseils de prudence au randonneur, qui en toute innocence hume avec délice l’odeur de la pluie ?

 

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Written by Editorial ISTE — February 19, 2019