La Z-Machine : de la glace plus chaude que de l'eau bouillante !

Beaucoup de gens l'ignorent mais il existe plusieurs formes de glace, comme le physicienphysicien Percy Bridgman l'a démontré au début du siècle dernier par ses expériences sur les hautes pressionspressions. L'eau est décidemment un liquide bien étrange. Si on la gèle à basse pression elle augmente de volumevolume, mais à des pressions plus élevées, celui-ci diminue. Les moléculesmolécules d'eau peuvent alors s'agencer pour former différents réseaux cristallins, que l'on a baptisé glace II, III etc... C'est ce qu'on peut voir sur le diagramme de phasediagramme de phase ci-dessous.

Au laboratoire Sandia, Daniel Dolan a soumis un échantillon d'aluminiumaluminium à un fort courant électriquecourant électrique, d'environ 20 millions d'ampèresampères. Un champ magnétiquechamp magnétique intense à l'intérieur de la Z-machineZ-machine en a donc résulté, ce qui a fortement comprimé l'échantillon d'aluminium constitué de plaques, entre lesquelles se trouvait une mince couche d'eau.

En moins d'une centaine de nanosecondes, la pression a dépassé 70 000 atmosphèresatmosphères et l'eau a alors gelé pour former de la glace VII tout en restant plus chaude que de l'eau bouillante !

De telles études sont importantes car l'on s'est rendu compte que les prévisions faites à partir des diagrammes de phase de certaines substances, dont l'eau, n'étaient pas toujours correctes. Pour des ingénieurs, cela peut se révéler catastrophique. De fait, lors des expériences précédentes avec la Z-machine, l'eau utilisée pour refroidir le système se contractait déjà abruptement, il devenait donc urgent de mieux comprendre son comportement dans ces conditions.

Plus généralement, les applicationsapplications scientifiques ne manquent pas, ainsi les modèles des planétologues pour l'intérieur glacé de NeptuneNeptune doivent maintenant être révisés !