Des chercheurs annoncent avoir réussi à maintenir de l’eau liquide jusqu’à une température incroyable de -42,55 °C © JarkkoManty, Pixabay, CC0 Creative Commons

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Record : de l’eau liquide à -42,55 °C

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Il y a quelques jours, des chercheurs annonçaient que l'eau était en réalité composée de deux liquides susceptibles d'être séparés. Aujourd'hui, une autre équipe nous apprend qu'elle peut rester liquide jusqu'à une température inférieure à -40 °C. L'eau, ce composé en apparence basique, décidément, n'en finira jamais de nous étonner.

Tout le monde le sait, la température de solidification de l'eau pure est de 0 °C. De l'eau pure, car ajoutez un peu de sel à l'eau et cette température peut descendre. Ainsi, une eau salée à hauteur de 23 % ne gèle qu'à partir de -21 °C. Mais ce n'est rien comparé au record que viennent d'établir des chercheurs de l'université de Frankfort (Allemagne). Ils sont parvenus à maintenir de l'eau pure liquide jusqu'à... -42,55 °C !

En pareille situation, lorsqu'un composé reste liquide à une température à laquelle il est normalement solide, les physiciens parlent de surfusion. Cependant, ils ne savent pas encore précisément quels sont les mécanismes sous-jacents. Dans le cas de la surfusion de l'eau cela pourrait pourtant, entre autres, les aider à développer des modèles climatiques plus fiables. Car des gouttes d'eau surfondue se forment naturellement dans l'atmosphère. Les pilotes d'avions le savent car il arrive que leur appareil, en traversant un nuage, parfois si diffus qu'il est invisible, se couvre quasiment instantanément de givre, la prise en glace de l'eau surfondue étant alors provoquée par le choc.

Durant l’hiver 1942, des centaines de chevaux auraient été piégés par les eaux du lac Lagoda (Russie) alors dans un état de surfusion. © Yoneh de fi, Wikipedia, CC by-SA 3.0

Une chambre à vide et un laser

Pour établir leur record de température, les chercheurs allemands ont injecté des gouttes d'eau de taille micrométrique dans une chambre à vide. Sur leur parcours, ces gouttes se sont partiellement évaporées. Ce faisant, les gouttes, ainsi rétrécies, ont refroidi en corrélation avec la diminution de leurs dimensions.

Il ne restait plus alors qu'à mesurer les diamètres des gouttes pour évaluer leur température. Les chercheurs y sont parvenus avec une précision inégalée de 10 nanomètres. En éclairant les gouttes au laser et en mesurant la position des pics de résonance de la lumière diffusée.

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