A partir de l'étude d'Inès Fritz et des documents cités plus haut, Je me suis fait une représentation du fonctionnement d'un stylo pour le nul en physique/chimie que je suis.
Pour faciliter la compréhension, je reste volontairement simpliste dans mes explications, sans chercher à développer les éléments scientifiques qui entrent en jeu.
D'abord parce que je n'ai pas le bagage de connaissances suffisant pour y trouver une forme de satisfaction, et surtout parce que je cherche plus à savoir pourquoi ça fonctionne plutôt qu'à comprendre comment ça fonctionne.
Donc attention, il y a du gros niveau ci-dessous...
Principes généraux de fonctionnement d'un stylo :
Un stylo, c'est un réservoir d'encre d'un coté et une plume de l'autre, séparés par un "bouchon troué" (le conduit).
Si le trou du "bouchon" était trop large, l'attraction terrestre et la pression atmosphérique pousseraient facilement l'encre qui se viderait en permanence. Comme le trou est très petit, l'encre ne peut pas couler.
Les liquides, au contact d'un objet avec des interstices très étroits (un sucre, un buvard, etc.), exploitent une de leur propriété, la tension superficielle, pour se déplacer dans cet objet : c'est la capillarité.
Cette action capillaire profite donc des "aspérités" du conduit pour tirer l'encre vers la plume et, dans le même temps, pour retenir cette même encre dans le réservoir. Le stylo est à l'équilibre, il ne fuit pas.
Le sage en hivers a écrit :
"Le randonneur, qui a un sac lourd sur son dos, redescend dans la vallée par le sentier tortueux sans se laisser entraîner par sa charge".
Quand la plume entre en contact avec le papier, qui comporte de nombreuses aspérités, l'action capillaire peut alors se prolonger jusqu'au fibre et y déposer l'encre : le stylo écrit.
Comment agit la tension de surface :
Pour imager mon propos, je vais faire un parallèle avec un sablier
(même si je suis parfaitement conscient que les interactions physiques n'ont rien à voir).
Dans un sablier, pour un goulot identique :
- plus les grains sont fins et lisses, plus ils s’écoulent simplement ;
- à l'inverse, plus ils sont gros et grossiers, moins progressent facilement et le risque qu'ils se bloquent est important.
Ainsi, si la
tension superficielle est faible (grains fins et lisses), l'encre "adhère" moins au conduit et progresse généreusement jusqu'aux fibres du papier. La trait déposé reste brillant le temps d'être absorbé,
l'encre est dite "humide".
Sinon, quand la
tension superficielle est importante (grains gros et grossiers), l'encre "adhère" fortement au conduit et résiste à l'attraction des fibres du papier. Le trait déposé semble immédiatement mat car le flux est directement absorbée,
l'encre est dite "sèche".