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La physique de l'eau de l'évier

Dans la cuisine, elle regardait l'évier, elle écoutait. Là où quelqu'un d'autre verrait de l'eau sale, il voyait des faits curieux qui suscitaient sa curiosité et son désir d'enquêter: comment une goutte de savon, une trace d'huile ou un peu de graisse changeait complètement le comportement de l'eau. « J’ai découvert un comportement anormal à la surface de l’eau », a-t-il écrit dans son journal en 1881, à l’âge de 18 ans. C'était le point de départ d'une étude de dix ans.

Agnès Pockels est née en 1862 à Venise. À l'époque, la ville faisait partie de l'Empire autrichien et son père était un officier de l'armée. Après la malaria, quand son père a dû prendre sa retraite prématurée, ils ont déménagé à Brunswick, en Allemagne. Elle est allée à l'école des filles. C'est alors qu'il se rendit compte qu'il aimait beaucoup les sciences naturelles, en particulier la physique. Malheureusement, en Allemagne à l'époque, les femmes ne pouvaient pas s'inscrire à l'université. Le lycée était la seule éducation formelle qu'il recevrait.

Son jeune frère put étudier la physique à l'université de Göttingen. Agnès lisait avec passion les livres et les textes qu'il rapportait chez lui. Aussi, au moment où il se mit à observer l'eau de l'évier, son regard scientifique était déjà exercé.

Il n'avait pas de laboratoire. Pas d'outils spéciaux. Mais, quoi qu'il en coûte, je devais étudier ces phénomènes de l'évier.

Il a construit l'outil dont il avait besoin pour cela: un long plateau en métal qui permettait de serrer ou d'étendre la surface à l'aide d'une lame mobile. Avec un petit bouton et une simple balance, je pouvais mesurer la tension de surface. « J’ai développé la Schieberinne », écrivait-il dans le journal en 1882.

Grâce à cet appareil domestique, Pockels a pu effectuer des mesures de haute précision et obtenir des résultats que personne n'avait jamais obtenus auparavant. Pendant dix ans, il a fait des mesures systématiques, cahier par cahier. Il a pu décrire le comportement général de la tension de surface avec différentes concentrations d'huile et quelle quantité d'huile différente est nécessaire pour former une monogère de surface connue.

« Là où n’importe qui verrait de l’eau sale, il voyait des événements étranges qui suscitaient sa curiosité et son désir d’enquêter. »

Seul son frère était au courant des recherches de sa sœur jusqu'à ce qu'Agnès décide d'écrire au physicien Lord Rayleigh. Il avait lu en effet un ouvrage qu'il avait exécuté sur le même sujet. le 10 janvier 1891, il lui écrit une lettre de douze pages. Ça commençait par : « Monsieur, j’espère que vous me pardonnerez d’avoir osé vous déranger avec une lettre allemande sur un sujet scientifique. Compte tenu des études fructueuses que vous avez menées l'année dernière sur les propriétés inconnues des surfaces d'eau, j'ai pensé qu'il serait peut-être intéressant de connaître certaines de mes observations à ce sujet. Pour diverses raisons, je ne suis pas en mesure de publier dans des revues scientifiques, c’est pourquoi j’ai choisi cette voie pour vous transmettre mes résultats les plus importants. »

Après avoir rendu compte de l'enquête effectuée, il a écrit à la fin de la lettre : « J’ai pensé que je n’aurais pas dû vous cacher ces résultats, même si je n’étais pas un physicien professionnel. Encore une fois, je vous en supplie, pardonnez votre courage."

Lord Rayleigh trouva le travail de Pockels tout à fait intéressant. Et sa femme, traduisant en anglais cette lettre en allemand, l'envoya à la revue Nature avec une lettre d'introduction : « Je vous serais reconnaissant si vous pouviez trouver de la place pour cette traduction d’une lettre intéressante que j’ai reçue d’une dame allemande. En fait, avec des outils hautement ménagers, il a obtenu de précieux résultats sur le comportement des surfaces d'eau contaminées. La première partie de la lettre de Miss Pockels s'étend à peu près au même domaine qu'une partie de mon dernier travail, et se confond principalement avec elle. Les paragraphes qui suivent me paraissent très suggestifs, car ils soulèvent de nombreuses questions importantes ou y répondent pleinement. Bientôt, j’espère avoir l’occasion de répéter quelques expériences de Miss Pockels. »

le 12 mars 1891, cette lettre d'Agnès Pockels est publiée dans la revue Nature sous le titre Surface Tension. Par la suite, il a reçu une invitation de l'Université de Göttingen à utiliser son laboratoire de physique. Il ne put l'accepter, car les soins de ses parents, affaiblis par leur santé, ne lui laissaient aucune chance de le faire.

Cependant, il n'a pas cessé d'enquêter. Avec sa précision caractéristique, il a étudié les forces de surface des couches monomoléculaires, l'adhérence de différents liquides dans le cristal et les contraintes de surface des émulsions et des solutions. Au cours des décennies suivantes, il publie de nombreux articles dans Nature et dans d'autres revues allemandes. Et il a eu une correspondance avec plusieurs chercheurs.

en 1932, à l'âge de 70 ans, il est nommé docteur honoris causa par l'Université de Brunswick en tant qu'inventeur de la méthode quantitative de mesure de la tension superficielle. Cette même année, Irving Langmuir reçoit le prix Nobel pour son travail sur la base de cette méthode.

En améliorant la schieberinne de Pockels, Langmuir a développé la balance de Langmuir encore utilisée aujourd'hui. Et avec cet appareil, il a mené des recherches plus approfondies et des découvertes importantes dans la science des surfaces. Bien qu'il ne l'ait pas mentionné lorsqu'il a reçu le prix Nobel, une partie de ses réalisations était basée sur des expériences faites à la maison par une femme de dix-huit ans, sans aucune formation scientifique formelle, avec un plateau.