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Rosée

Gouttelettes et microgouttelettes de rosée, respectivement en périphérie et sur la pilosité de feuilles de fraisier.
Gouttes de rosée sur une toile d'araignée.
Gouttes de rosée sur un brin d'herbe.
Gouttes de rosée sur une rose.

La rosée est un type de précipitation résultant de la liquéfaction (condensation) de la vapeur d'eau contenue dans l'air. Elle apparaît sous forme de gouttelettes qui se déposent généralement le soir (et parfois le matin) sur les végétaux et autres corps exposés à l'air libre, quand leur température baisse jusqu'au point de rosée de l'air ambiant, ce qui provoque la liquéfaction de la vapeur d'eau contenue dans la couche d'air voisine. De façon plus générale ce phénomène peut également se produire n'importe quand, lorsqu'un corps froid est placé dans un air ambiant contenant de la vapeur d'eau, par exemple lorsqu'une bouteille fraîche est sortie d'un réfrigérateur.

La rosée sur les végétaux ne doit pas être confondue avec le phénomène biologique de guttation, dans lequel les végétaux eux-mêmes produisent le liquide qui se retrouve ensuite sous forme de gouttelettes.

Si la température du support est en dessous du point de givrage, la vapeur d'eau se dépose directement sous forme de cristaux de glace, ce qui produit alors de la gelée blanche ; ceci ne doit pas être confondu avec la « rosée blanche », rosée qui a gelé après s'être déposée à l'état liquide[1], ni avec le givre qui se forme à partir de gouttelettes en surfusion et non à partir de vapeur d'eau.

Histoire

Selon le Dictionnaire universel de Furetière, de 1690, la rosée est une « petite pluye & menuë qui tombe le matin sur la terre, causée par la froideur & l'humidité de la nuit. La rosée de May blanchit bien la toile & la cire. La rosée d'Automne se convertit en gelée blanche. La rosée brusle les souliers, quand on marche le matin dans les prez.
De la rosée putrefiée au Soleil il se forme plusieurs insectes, qui se changent d'une espece en une autre, & elle se reduit en un sel blanc & menu, qui a des angles pareils en nombre & en figure à ceux du salpestre, aprés avoir été évaporée à siccité, broyée, calcinée & filtrée plusieurs fois »
.

Une définition plus fidèle à la réalité est donnée par le Dictionnaire de l'Académie française dans sa neuvième édition : « Vapeur d'eau contenue dans l'air qui, par temps clair, se condense en fines gouttelettes au contact d'un sol, d'un végétal, d'un objet froids. Rosée du matin, rosée matinale. La rosée du soir. »[2]

Conditions

Les conditions idéales pour l'apparition de la rosée sont :

  • nuit claire (car la couverture nuageuse freine le refroidissement du sol)[3] ;
  • absence de vent (ou vent de moins de 5 km/h) ;
  • air humide près du sol, et faible degré d'humidité de la couche d'air supérieure[3].

L'absence de nuage et de vent permet un fort rayonnement et un refroidissement important jusqu'au point où la vapeur d'eau contenue dans l'air se condense. Ce point est dit « point de rosée ». Les gouttelettes de rosée se forment alors sur toutes les surfaces froides. En été, la rosée peut ne pas se former localement, en particulier dans les « îlots de chaleur urbains », quand le refroidissement et/ou l'humidité y sont moindres, et alors insuffisants.

Écologie des communautés de la rosée

De nombreux organismes, végétaux, insectes et animaux « boivent » la rosée pour vivre ou parfois survivre, en particulier dans les régions arides et semi-arides, où elle est parfois l'unique source d'eau durant des mois voire des années[3].

Dans certains déserts chauds ou froids, le jour l'air est très sec, notamment parce qu'il n'y a pas ou très peu de végétaux qui évapotranspirent. Par contre, la nuit, le ciel y est rarement nuageux, ce qui permet, après que le sol ait rayonné sa chaleur vers le ciel en début de nuit, un refroidissement qui, avant l'aube, engendre le dépôt d'une rosée nocturne parfois très abondant, et souvent fréquente (ex. : 198 nuits par an dans le désert du Néguev), ce qui permet par exemple la survie de biofilms de cyanophycées (Nostocs) et de diverses espèces de lichens[4],[5],[6].

On a montré que dans le désert du Namib, la rosée — à elle seule — a entraîné l'activation photosynthétique fournissant 58 à 63 % du gain total de carbone dans trois lichens épiphytes[7],[8]. Le phénomène disparait en altitude où l'air froid de la nuit est trop sec pour que la rosée puisse advenir, mais là c'est le givre qui parfois joue ce rôle.

Sur les zones littorale arides du nord du Chili, il ne pleut presque jamais, mais la condensation de l'humidité de l'air marin y est si intense, que des « oasis de brouillard » y existent. Là, des communautés de lichens relativement hydrophytes sont retrouvées, jusque sur les épines des cactus (où l'effet de pointe permet à l'épine de capter la rosée, qui ruisselle vers le cactus)[9],[10].

Les épisodes de rosée peuvent être rares et/ou saisonniers dans certains habitats arides, mais le refroidissement nocturne peut tout de même augmenter considérablement l’humidité et ainsi activer la photosynthèse des lichens[6]. On a mesuré jusqu'à 56,7 °C le jour dans la Vallée de la Mort du désert des Mojaves aux États-Unis et au sol jusqu'à 78,2 °C en mars 2017 dans le Dacht-e Lout, réputé le lieu aride le plus chaud du monde. Pourtant, là où la température du jour ne permet la survie d'aucune plante capable de capter la rosée pour la mettre à la disposition d'insectes par exemple, on trouve néanmoins des animaux (ex. : scarabée Stenocara) qui au cours de l'évolution a acquis la capacité de capter l’eau de l’air en la condensant pour la boire).

De nombreux insectes tels que les abeilles et fourmis s'abreuvent de la rosée qui parfois (libellules) se condensent sur leur corps la nuit. C'est l'une des raisons qui fait recommander d'utiliser les insecticides pulvérisés en fin de journée plutôt qu'en matinée (l'autre raison est qu'ils risquent moins d'être dégradés par les UV du soleil et de s'évaporer au moment de la pulvérisation).

Les feuilles des plante carnivore du genre Drosera sécrètent des gouttes tranparentes évoquant la rosée (deux de ses anciens noms communs étaient « Rosée-du-soleil » et « Herbe-à-la-rosée »), mais il s'agit de pièges collants pour les insectes, et ces gouttes sont aussi des sucs digestifs[11].

La rosée fournit aussi un « apport hydrique 'occulte' », parfois majeur et vital, à de nombreux végétaux. En pays chauds, mais aussi dans certaines zones de tundra et taïga, la rosée peut suffire aux plantes pour passer le cap difficile des mois d’été secs[12].

L'absorption se fait parfois par les feuilles[13], d'autres organes aériens dont les racines aériennes[14], ou par les racines de surface à partir de la terre qui a capté la rosée, et/ou à partir de la rosée qui a ruisselé le long d'une tige ou d'un tronc L'absorption est augmentée par des ondes sonores[15](lien plus valide et affirmation sujette à caution). La rosée peut même apporter des éléments nutritifs dissous[16].

Plus une région est aride, plus globalement les arbres et plantes sont dispersées ; toutes choses égales par ailleurs, le refroidissement nocturne est bien plus marqué dans les espaces ouverts que sous un couvert forestier. Avant l'aube, la formation de rosée dans ces milieux peut être intense, surtout s'il n'y avait pas de couverture nuageuse dans la nuit. En bordure de mer, quand le vent nocturne ou matinal est assez fort, il empêche la formation ou le maintien de la rosée (car il est source de « réchauffement turbulent », et le vent nuit à l'« effet de pointe » qui permet à la rosée de se condenser à la pointes de feuilles ou de poils disposés sur les végétaux. Mais en bord de mer, un léger vent favorise cependant la rosée, en permettant à l’eau de condensation de se reconstituer à partir de l’air humide venu de la mer[17]. Ces éléments, pris ensemble, expliquent que les rosées sont plus intenses dans les climats de l'intérieur des terres [3].

La plupart des plantes ne savent pas exploiter la rosée, car leur écorce ne l'absorbe pas, et leurs feuilles sont couvertes d'une cuticule protectrice cireuse qui ne favorise pas l'absorption de cette rosée. Par contre, les mousses, certains biofilms algobactériens, et surtout les lichens (qui ne sont pas des plante) ont développé des adaptations leur permettant de capter et absorber la rosée, ce qui leur permet de bien se développer dans des zones éloignées des mer et des zones humides et ne bénéficiant que de quelques dizaines de mm de précipitations par an, même quand leur habitat est entouré de zones assez sèches (<700 mm/an) et à faible pluviométrie[3]. S'il y a une rosée abondante et fréquente, on peut ainsi trouver ainsi très loin de la mer des lichens océaniques tels que Menegazzia terebrata, qui vit normalement sur les troncs d’arbres de forêts humides recevant ≥2 000 mm de pluie le long de la côte ouest des Etats-Unis[3].

Dans les plaines à l'intérieur des terres, on trouve moins de lichens et d'autres épiphytes dans les arbres, car leurs canopées limitent le refroidissement nocturne nécessaire à la condensation de l'humidité en gouttes de rosée (le point de rosée n'est pas atteint)[3]. Mais, dans certaines clairières et trouées forestières, sur les roches (non densément recouvertes par du lierre et exposés au ciel nocturne) et dans certaines vallées intérieures « ouvertes » (c'est à dire non boisées) se refroidissant bien la nuit, la rosée peut être très abondante malgré une faible pluviométrie et un apparent manque d'eau[3].

On note aussi que là où la rosée est fréquente, les lichens subissent moins de pertes d’éléments nutritifs par lessivage que leurs homologues dans les climats pluvieux, ce qui « peut contribuer à une plus grande diversité et à une plus grande abondance des membres des groupes taxonomiques généralement demandeurs de nutriments Physciaceae et Teloschistales dans les vallées sèches, par rapport aux forêts pluviales côtières et montagnardes lessivées où ces espèces sont fortement associées aux habitats eutrophes »[3].

De rares espèces (ex. : Ramalina thrausta, Ramalina maciformis[18] dans le genre Ramalina sont capables de survivre dans des milieux ou lieux sans rosées et sans pluie à condition que l'air soit assez humide pour qu'ils puissent directement y capter les molécules d'eau[3].

Enfin, la rosée (moins que la pluie) contribue dans une certaine mesure à supprimer la poussière des feuillages, permettant à la plante de mieux respirer.

Utilisation

OPUR Dew Condenser
Condenseur de rosée.
Big OPUR Dew Condenser in Corsica
Condenseur de rosée en Corse.
OPUR Dew Recovering Roof in Croatia
Toit recouvert d'un condenseur de rosée en Croatie.
Rosée du matin en Sibérie.

L'eau atmosphérique est une eau douce très peu exploitée « équivalent à environ 10 % des lacs du monde - mais les moyens de la collecter sont inefficaces, en particulier dans les zones où l'humidité est faible »[19]. De plus récolter de grandes quantités de rosée dans une zone déjà aride contribue à la rendre encore plus aride pour la faune, flore et fonge autochtones.

Dans certaines périodes et certains lieux, la rosée a été utilisée pour pallier simplement l'absence d'une eau de qualité satisfaisante : un débarbouillage à l'aube notamment[20]. Des systèmes récents plus performants de condensateurs radiatifs (récupérant jusqu'à 0,7 L/m2/nuit[21]) ou de filets récupérateur de brumes ont été développés depuis quelques décennies, notamment testés à l'ouest de l'Amérique du Sud où l'air est humide, mais les pluies très rares. Le refroidissement des condenseurs radiatifs à une température inférieure au point de rosée est obtenu par transfert thermique radiatif vers le ciel nocturne ; le rendement théorique est de l'ordre de 0,8 litre/m2 (par nuit favorable ; ciel découvert, rafraichissement et absence de vent)[22]. Les surfaces hydrophiles semblent avoir un rendement plus grand que les surfaces hydrophobes[23].

Là où la pluviométrie est très faible, mais où la rosée est fréquente (ex. : îles croates, Inde, Maroc, Israël), des expériences de production et récupération de rosée par des condenseurs de rosée existent, et fournissent de petites quantités d'eau potable.

Une ONG, l'organisation pour l'utilisation de la rosée (OPUR[24]) promeut et soutient des actions scientifiques, techniques, artistiques et littéraires liées à la formation et à la récupération de la rosée atmosphérique comme source d'eau alternative. L'OPUR coordonne des projets de production d'eau alternative ou afférents, notamment pour les pays ou régions souffrant ou risquant de souffrir de pénurie d'eau pure (régions arides, îles, déserts...) ; cette ONG communique à ce sujet vers les médias ; elle a ouvert un centre documentaire et soutient toute activité scientifique et éducative liée à la rosée au sein des collèges, lycées et écoles supérieures.

En 2017, un récupérateur fabriqué à partir d'un matériau hautement nanoporeux a pu extraire l'eau de l'air uniquement à l'aide du soleil[19]. Omar Yaghi (Université de Californie à Berkeley) a réussi avec Evelyn Wang (Massachusetts Institute of Technology de Cambridge) a piéger de l'eau atmosphérique via un support constitué d'ions métalliques liés par des molécules organiques[19]. Les pores de ce matériau ont une taille nanométrique leur permettant d'absorber la vapeur d'eau et des calories solaires sont ensuite utilisée pour chauffer l'appareil une fois saturé en eau, laquelle est récupérée par condenseur intégré à l'appareil. En extrapolant les performances de leur prototype ces universitaires estiment qu'un kilo de cette matière permettrait récolter 2,8 L/jour d'eau pure pour un taux d'humidité de l'air de 20 %[19], sous réserve que la surface de ce matériau ne se colmate pas par des microalgues, spores fongiques et microparticules aéroportées.

La rosée qui perle sur certaines feuilles (Songe) ou s'y accumule est un sujet esthétique fréquent de la photographie.

Elle est parfois supposée contenir certains sucs de la plante (« eau céleste » de l'Alchemille)[25].

Notes et références

  1. Comment la rosée ou la gelée blanche se forment-elles ?, sur www.alertes-meteo.com
  2. « Rosée », dans le Dictionnaire de l'Académie française.
  3. a b c d e f g h i et j (en) Yngvar Gauslaa, « Rain, dew, and humid air as drivers of morphology, function and spatial distribution in epiphytic lichens », The Lichenologist, vol. 46, no 1,‎ , p. 1-16 (ISSN 0024-2829 et 1096-1135, DOI 10.1017/S0024282913000753, lire en ligne, consulté le ).
  4. (en) Margalith Galun et Avihay Mukhtar, « Checklist of the lichens of Israel », Israel Journal of Plant Sciences, vol. 44, nos 2-3,‎ , p. 195–218 (ISSN 0792-9978 et 2223-8980, DOI 10.1080/07929978.1996.10676647, lire en ligne, consulté le ).
  5. (en) L. Kappen, O.L. Lange, U. Buschbom et E.-D. Schulze, « Ecophysiological Investigations on Lichens of the Negev Desert », Flora, vol. 168, nos 1-2,‎ , p. 85–108 (ISSN 0367-2530, DOI 10.1016/s0367-2530(17)31899-6, lire en ligne, consulté le ).
  6. a et b (de) Otto L. Lange, Ernst-Detlef Schulze et Werner Koch, « Experimentell-ökologische Untersuchungen an Flechten der Negev-Wüste », Flora, vol. 159, nos 1-2,‎ , p. 38–62 (ISSN 0367-2530, DOI 10.1016/s0367-2530(17)31005-8, lire en ligne, consulté le ).
  7. (en) O. L. Lange, A. Meyer, H. Zellner et U. Heber, « Photosynthesis and Water Relations of Lichen Soil Crusts: Field Measurements in the Coastal Fog Zone of the Namib Desert », Functional Ecology, vol. 8, no 2,‎ , p. 253 (ISSN 0269-8463, DOI 10.2307/2389909, lire en ligne, consulté le ).
  8. (en) Otto L. Lange, T.G. Allan Green, Angelika Meyer et Hans Zellner, « Water relations and carbon dioxide exchange of epiphytic lichens in the Namib fog desert », Flora - Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants, vol. 202, no 6,‎ , p. 479–487 (ISSN 0367-2530, DOI 10.1016/j.flora.2006.09.006, lire en ligne, consulté le ).
  9. (de) O.L. Lange et J. Redon, « Epiphytische Flechten im Bereich einer chilenischen „Nebeloase“ (Fray Jorge) II. Ökophysiologische Charakterisierung von CO2-Gaswechsel und Wasserhaushalt1)1)Herrn Professor Dr. O. H. Volk zum 80. Geburtstag gewidmet. », Flora, vol. 174, nos 3-4,‎ , p. 245–284 (ISSN 0367-2530, DOI 10.1016/s0367-2530(17)31384-1, lire en ligne, consulté le ).
  10. (de) J. Redon et O.L. Lange, « Epiphytische Flechten im Bereich einer chilenischen „Nebeloase“ (Fray Jorge) I. Vegetationskundliche Gliederung und Standortsbedingungen1)1)Herrn Professor Dr. H. Ellenberg, dem Erforscher der südamerikanischen Nebelvegetation, zum 70. Geburtstag gewidmet. », Flora, vol. 174, nos 3-4,‎ , p. 213–243 (ISSN 0367-2530, DOI 10.1016/s0367-2530(17)31383-x, lire en ligne, consulté le ).
  11. http://www.avogel.ch/fr/encyclopaedie-plantes/drosera_rotundifolia.php Encyclopédie des plantes A.Vogel].
  12. « Hydrologie », sur meteo.fr via Wikiwix (consulté le ).
  13. Exemple d'absorption de la rosée supposée par les feuilles chez Welwitschia mirabilis
  14. L'absorption végétale sur ThinkOuest
  15. Nature & Progrès n°53, juin-août 2005, pp.28-29
  16. Les épiphytes trouvent les sels minéraux pour partie à partir des particules et gaz absorbés ou solubilisés dans la pluie et la rosée, selon Anae plantes
  17. T. R. Oke, Boundary Layer Climates, Routledge, , 2e éd. (1re éd. 1987) (ISBN 9780203407219, DOI 10.4324/9780203407219, lire en ligne).
  18. Lange, O. L., Schulze, E. D. & Koch, W. (1970) Experimentell-ökologische Untersuchungen an Flechten der Negev-Wüste. II. CO2-Gaswechsel und Wasserhaushalt von Ramalina maciformis (Del.) Bory am natürlichen Standort während der sommerlichen Trockenperiode. Flora 159: 38–62
  19. a b c et d Nature (2013) News : Porous material harvests water from dry air ; Materials science 13 avril 2017
  20. « Soucieuse de coquetterie, elle [la servante de la ferme] lave chaque matin son visage avec son mouchoir trempé dans la rosée de la prairie, et sait ajuster sa coiffe blanche pour mettre son visage en valeur. » Yann Brekilien, La vie quotidienne des paysans de Bretagne au XIXe siècle, Hachette, 1966.
  21. Daniel Beysens, Iryna Milimouk-Melnytchouc et Marc Muselli (2009), Condenseurs Radiatifs de Rosée ; Ed. Techniques Ingénieur (extraits avec google books).
  22. La puissance émise peut être de l'ordre de 25 à 150 watts par mètre carré (la loi de Stefan-Boltzmann donne un peu plus de 400 watts de rayonnement pour un corps noir de 1 m² à 20 °C) et il faut 2,5 kilojoules pour liquéfier un gramme d'eau à 20 °C.
  23. Owen Clus, « Condenseurs radiatifs de la vapeur d'eau atmosphérique (rosée) comme source alternative d'eau douce » [PDF], thèse de doctorat, Université de Corse Pascal-Paoli, 2007.
  24. Site Internet de l'Organisation Pour l'Utilisation de la Rosée
  25. Usage alchimique de la rosée perlant sur les feuilles d'alchemille relaté dans la tradition arabe.

Voir aussi

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Articles connexes

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