L'origine physique du séchage intermittent des feuilles

Nous avons mis en évidence l'origine de cette dynamique intermittente en créant une feuille biomimétique avec les éléments de base des feuilles réelles. Des éléments cruciaux du réseau des nervures sont les ponctuations, qui sont des rétrécissements nanométriques entre les cellules conduisant la sève ; nous les avons reproduites en insérant des constrictions entre des canaux microfluidiques plus larges, le tout inséré dans un matériau flexible et perméable à l'eau, comme le corps des feuilles.

Nous avons retrouvé une dynamique de séchage intermittente, caractérisée par un arrêt de l'embolie dans la constriction suivi d'un saut brutal à la sortie de la constriction. Nous avons montré que cette dynamique provient de deux phénomènes : l'accrochage d'une interface air/liquide sur les coins de la constriction, et la déformabilité du canal sous l'effet de la diminution de la pression de l'eau pendant la phase d'accrochage. Ainsi, dans les végétaux, les ponctuations jouent le rôle de piège capillaire à embolies... mais seulement pendant un temps limité.

Référence
Keiser, L., Marmottant, P., & Dollet, B. (2022). Intermittent air invasion in pervaporating compliant microchannels. Journal of Fluid Mechanics, 948, A52.