How does dew form?

Abstract

Dew is a phenomenon that is experienced daily. It is formed of water droplets that imperfectly wet the substrate on which they condense. The formation of dew is connected to rich and numerous physical phenomena: heterogeneous nucleation, phase transitions, heat transfer, wetting. Although the growth of an isolated droplet still remains imperfectly understood, growth of an assembly of drops is better comprehended: the fact that drops coalesce during their growth, and that the substrate (plane, line, fractal …) is of lower dimensionality than that of the drops is at the origin of surprising properties (self-similarity, constant and universal value of the surface coverage, correlation of position). Experiments and numerical simulations of condensation of water vapor on planar or unidimensional solid substrates are presented. Condensation on a liquid substrate (oil) modifies the interactions between drops because the substrate is locally curved; the drops can then self-organize in two-dimensional (hexatic-like) pseudo-crystalline structures. When the substrate is near its melting point but still solid, drops exhibit disordered motions. La buée est un phénomène courant. Elle est formée de gouttelettes d'eau qui se condensent en mouillant imparfaitement le substrat sur lequel elles se déposent. Sa formation fait appel à des phénomènes physiques riches et nombreux: nucléation hétérogène, changement de phase, transfert thermique, mouillage. Bien que la croissance d'une goutte isolée reste encore imparfaitement comprise, la croissance de l'assemblée des gouttes est mieux décrite: le fait que les gouttes coalescent durant leur croissance, et que le substrat (plan, ligne, fractale,…) soit de dimension inférieure à celle des gouttes est à l'origine de propriétés étonnantes (auto-similarité, valeur constante et universelle de la surface recouverte. corrélation de position). Des expériences et des simulations numériques de condensation de vapeur d'eau sur des substrats solides plans ou unidimensionnels sont présentées. La condensation sur un substrat liquide (huile) modifie les interactions entre gouttes de par la courbure du substrat; les gouttes peuvent alors s'auto-organiser en structures pseudo-cristalline bi-dimensionnelles (héxatiques). Lorsque le substrat est solide mais proche de sa température de fusion, les gouttes s'animent de mouvements désordonnés.