Des scientifiques ont enfin percé à jour le secret « contre-nature » de l’eau et ça se joue à l’échelle microscopique

On ne vous apprendra rien en vous disant que les glaçons flottent dans un verre d’eau. Il s’agit d’un comportement qui est propre à l’eau. Mais jusqu’à présent, les scientifiques ne parvenaient pas à s’accorder sur une explication. Une récente étude vient enfin expliquer l’origine des propriétés remarquables de l’eau.

Les éléments qui nous entourent sont parfois si communs que l’on croit les connaître, mais il est courant d’oublier leur spécificité. Habitez près d’une cascade, vous verrez qu’après un temps d’adaptation vous ne prêterez plus attention au clapotis incessant de l’eau. L’eau, par ailleurs, avant d’être l’or bleu du fait de sa rareté grandissante, est d’abord un élément si commun sur le plancher des vaches (70 %) que l’on a surnommé notre Terre la planète bleue.

Mais si l’on s’y intéresse plus en détail, ce liquide, comparé aux autres, a des propriétés remarquables. Vous vous servez un verre d’eau avec des glaçons et ces derniers flottent : cela vous semble normal, mais c’est en réalité une anomalie dans le « monde des liquides ». Pendant longtemps, aucun consensus n’existait pour l’expliquer. Cependant, une récente découverte pourrait enfin expliquer cette singularité de l’eau.

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On sait enfin expliquer les propriétés exceptionnelles de l’eau

L’eau : sa densité, sa capacité thermique ou encore sa viscosité interagissent avec l’environnement (pression, température…) d’une manière qui semble défier les lois de Mère Nature. Si la densité des autres liquides augmente plus ils refroidissent, c’est l’inverse pour l’eau : c’est à l’état liquide qu’elle est plus dense – d’où la flottaison des glaçons.

Des chercheurs de l’Université de Stockholm se sont intéressés à cette singularité et ont tenté de l’expliquer. Pour ce faire, ils ont utilisé des lasers à rayons X ultra-rapides pour observer l’eau à des échelles de temps extrêmement courtes. Cela leur a permis de radiographier l’eau à un moment crucial : l’état de surfusion profonde – c’est-à-dire l’étape juste avant que l’eau ne se cristallise en glace alors même que sa température est inférieure à son point de congélation habituel (0 °C).

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Ils ont ainsi découvert que, sous une pression élevée et à des températures très basses, l’eau peut exister sous deux formes liquides distinctes, chacune avec sa propre structure de liaisons moléculaires. Ils ont également pu observer la disparition de cette transition liquide-liquide, mais aussi l’émergence du nouvel état critique qui y fait suite : lorsque ces deux états liquides deviennent indiscernables.

Ils ont donc conclu qu’il existe bien un « point critique » où l’eau existe sous deux formes liquides différentes et c’est lui qui expliquerait les propriétés remarquables de l’eau – c’était l’une des théories qui ont été avancées pendant des décennies – à cause des fluctuations que subit l’eau à l’échelle microscopique. Comme le soulignent nos confrères de Gizmodo, le travail des scientifiques ne s’arrête pas là : il est maintenant question pour l’équipe d’étudier les implications de cette découverte dans divers processus, physiques comme climatiques, ou encore géologiques.