Les bactéries peuvent transformer des bulles éclatantes en grenades microbiennes

Des recherches sur la physique des bulles ont montré que, lorsqu'elles sont contaminées par des bactéries, leur éclatement peut les transformer en arme biologique.

Loin de la poursuite inoffensive des bulles, des bulles à l'état sauvage peuvent, dans certains cas, être le précurseur de la maladie. Selon une nouvelle étude du MIT, qui a révélé que lorsque des bulles naturelles contaminées par des bactéries éclatent, elles agissent comme de minuscules grenades microbiennes libérant les micro-organismes dans l’air.

L’étude, publiée pour Lettres d'examen physique, a également constaté que les bactéries peuvent affecter la longévité de la bulle, une bulle infectée pouvant durer 10 fois plus longtemps que celle qui n’a pas été contaminée.

En quelques minutes, le bouchon de la bulle infectée s'amincit. Plus la bulle est fine, plus le nombre de gouttelettes pouvant être projetées dans l'air est élevé lorsque la bulle éclate inévitablement. Selon les estimations du chercheur, une seule gouttelette peut contenir des milliers de micro-organismes et chaque bulle émet des centaines de gouttelettes.

Quel est le comportement «normal» d’une bulle?

Les chercheurs Lydia Bourouiba et Stéphanie Poulain ont co-écrit la recherche, qui a pbadé ces dernières années méticuleusement à générer, imager et caractériser des bulles propres et non contaminées afin de déterminer le comportement «normal» d’une bulle.

Fait intéressant, cette découverte est survenue par accident après que les chercheurs, en train de déménager dans un nouveau laboratoire, aient laissé un bécher d’eau exposé. Lorsqu’ils ont été utilisés dans des expériences ultérieures, ils ont abouti à des résultats inattendus.

«Les bulles produites à partir de cette eau ont vécu beaucoup plus longtemps et ont connu une évolution particulière en matière d'éclaircissage par rapport à celle de bulles d'eau propres typiques», a déclaré Poulain. La conviction initiale des chercheurs selon laquelle l’eau avait été contaminée a ensuite été confirmée par des tests.

En essayant d'expliquer pourquoi les bulles contaminées durent plus longtemps, les chercheurs ont filmé des bulles éclatées contenant de l'eau contaminée ainsi que de l'eau non contaminée à l'aide d'une caméra à imagerie haute vitesse.

Lorsqu'une vieille bulle éclate à la surface de l'eau, sa calotte se fragmente en nombreuses petites gouttelettes. Image: Bourouiba / Poulain / MIT

Pourquoi c'est important

Après une série d'expériences, Bourouiba a soupçonné que la raison pour laquelle les bulles infectées duraient plus longtemps et plus longtemps après disparaissait est due à ce qu'elles sécrètent – une théorie qui s'est avérée correcte par la suite.

"Les bactéries sont vivantes et, comme tout ce qui est vivant, elles produisent des déchets, et ces déchets sont généralement susceptibles d'interagir avec l'interface de la bulle", a-t-elle déclaré.

En plus de durer 10 fois plus longtemps que les bulles standard, les bulles infectées sont également 10 fois plus petites et s’éjectent 10 fois plus vite. Cela équivaut à des centaines de gouttelettes ne mesurant que quelques dizaines de microns émises à une vitesse de l'ordre de 10 mètres par seconde.

La découverte a des implications majeures pour la climatologie et la météorologie, car elles peuvent en apprendre davantage sur les bulles de mousse qui éclatent à la surface des océans lors d’un déversement de pétrole dangereux, par exemple.