L’eau peut en fait rester à l’état liquide jusqu’à -42°C !

Une récente étude a été en mesure de déterminer jusqu’à quelle température négative l’eau pouvait demeurer liquide. Pour ce faire, une équipe de physiciens a projeté de fines gouttelettes d’eau pure dans une chambre à vide.

Souvent présente dans l’atmosphère, l’eau surfondue, c’est-à-dire sous forme liquide lors de températures négatives, peut geler instantanément au contact d’une impureté, ce qui forme le verglas. Cependant, il est intéressant de savoir jusqu’à quelle température négative l’eau peut rester liquide. Une équipe de physico-chimistes européens dirigée par Robert Grisenti de l’Université de Francfort (Allemagne) a mené l’enquête et a trouvé la réponse : -42,5 °C. Ces recherches ont fait l’objet d’une publication dans la revue Physical Review Letters le 22 novembre 2017.

Les chercheurs ont utilisé des gouttelettes d’eau d’une taille de 3 microns qu’ils ont pulvérisées dans une chambre à vide afin d’observer leur évaporation. Le fait est que ce changement d’état du liquide à la vapeur utilise de l’énergie sous forme de chaleur, ce qui refroidit les gouttelettes et provoque le gel, c’est la surfusion. Au cours de la transformation, les chercheurs ont évalué la température des gouttelettes avec une précision de 0,2 % en observant la façon dont ces dernières ont diffusé la lumière laser au cours de leur diminution. Il faut savoir que la réduction de la taille des gouttelettes donne des informations sur le degré d’évaporation, donc sur la perte d’énergie et la température.

L’étude indique que les résultats ont permis de remettre en question les précédentes estimations de températures faites sur des gouttes plus volumineuses. Ces recherches fournissent des informations jugées précieuses sur le réseau de liaison hydrogène dans l’eau liquide lors du processus de surfusion. Valeria Molinero, chimiste à l’Université de l’Utah (États-Unis), avait fait  en 2011 avec son équipe une prédiction qui stipulait que la température la plus basse à laquelle l’eau liquide pouvait être refroidie était -48 °C. Ainsi, cette dernière était presque juste, à quelques degrés près !

Sources : Physical Review Letters – Science & Vie