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L'eau, à l'origine de la vie, est surtout un liquide aux propriétés très inhabituelles, dont la structure reste encore mystérieuse. Une étude parue dans Science étaye l'hypothèse selon laquelle l'eau serait en fait composée de deux phases liquides, de densité différentes..
Quelle est la structure de l’eau, ce liquide, qui est à l’origine de la vie, mais qui ne se comporte comme aucun autre liquide ? Les scientifiques sont nombreux aujourd’hui à percer le mystère de ses propriétés les plus singulières, et elles sont nombreuses : c’est l’un des rares liquides qui est moins dense sous forme de glace que sous forme liquide, son maximum de densité se situe à 4 °C etc. Autre caractéristique : contrairement à tous les autres liquides, sa compressibilité augmente à mesure qu’on la refroidit. Anders Nilsson, chimiste suédois, et auteur principal de l’étude parue cette semaine dans la revue Science a tenté de maintenir l’eau à l’état liquide aux températures les plus basses possibles, pour voir s‘il existait « un moment critique », susceptible de nous aider à comprendre ses caractéristiques si inhabituelles.
Ce que nous avons découvert, c’est que le point critique pour l’eau est -44 °C : en effet, plus on baisse la température, plus la compressibilité de l’eau augmente, de manière tout à fait inhabituelle par apport aux autres liquides. La compressibilité continue d’augmenter jusqu’à précisément à -44 degrés °C . A partir de là, elle se met à décroître à nouveau. C’est cela notre grande découverte. On a donc ce chiffre, -44° C ; on sait qu’il se passe quelque chose de critique à cette température-là. Il y a beaucoup d’hypothèses scientifiques débattues aujourd’hui, relatives aux propriétés de l’eau. Cette expérience permet d’en écarter quelques-unes, et l’hypothèse qui subsiste, et que l’expérience vient appuyer, consiste à dire que l’eau est en fait composée de deux phases liquides distinctes. L'idée, c’est que l’eau serait formée d’une phase dite de faible densité, et d’une autre phase distincte, bien plus dense, probablement de 20 % selon nos estimations. Et que, si on avait un verre d’eau et qu’on pouvait le soumettre à des conditions de pression et de température critiques, on verrait ces deux phases se séparer dans le verre, exactement comme de l’eau et de l’huile.
Cette hypothèse des deux états liquides distincts est la clef théorique des travaux d’Anders Nilsson, mais fait encore l'objet de débats, notamment parce qu'il est impossible actuellement de la prouver de façon directe en laboratoire. D'autres chercheurs travaillent actuellement sur les propriétés de l'eau. Parmi eux, le physicien Frédéric Caupin, professeur à l’université Lyon-I, qui a publié cet été un article sur la compressibilité maximum de l’eau, en l’abordant par le biais de l’eau a pression négative. Pour lui, si l’hypothèse des deux phases liquides de l’eau est plausible, elle reste impossible à prouver et les données avancées par Nilsson restent sujettes à débat
France culture
Quelle est la structure de l’eau, ce liquide, qui est à l’origine de la vie, mais qui ne se comporte comme aucun autre liquide ? Les scientifiques sont nombreux aujourd’hui à percer le mystère de ses propriétés les plus singulières, et elles sont nombreuses : c’est l’un des rares liquides qui est moins dense sous forme de glace que sous forme liquide, son maximum de densité se situe à 4 °C etc. Autre caractéristique : contrairement à tous les autres liquides, sa compressibilité augmente à mesure qu’on la refroidit. Anders Nilsson, chimiste suédois, et auteur principal de l’étude parue cette semaine dans la revue Science a tenté de maintenir l’eau à l’état liquide aux températures les plus basses possibles, pour voir s‘il existait « un moment critique », susceptible de nous aider à comprendre ses caractéristiques si inhabituelles.
Ce que nous avons découvert, c’est que le point critique pour l’eau est -44 °C : en effet, plus on baisse la température, plus la compressibilité de l’eau augmente, de manière tout à fait inhabituelle par apport aux autres liquides. La compressibilité continue d’augmenter jusqu’à précisément à -44 degrés °C . A partir de là, elle se met à décroître à nouveau. C’est cela notre grande découverte. On a donc ce chiffre, -44° C ; on sait qu’il se passe quelque chose de critique à cette température-là. Il y a beaucoup d’hypothèses scientifiques débattues aujourd’hui, relatives aux propriétés de l’eau. Cette expérience permet d’en écarter quelques-unes, et l’hypothèse qui subsiste, et que l’expérience vient appuyer, consiste à dire que l’eau est en fait composée de deux phases liquides distinctes. L'idée, c’est que l’eau serait formée d’une phase dite de faible densité, et d’une autre phase distincte, bien plus dense, probablement de 20 % selon nos estimations. Et que, si on avait un verre d’eau et qu’on pouvait le soumettre à des conditions de pression et de température critiques, on verrait ces deux phases se séparer dans le verre, exactement comme de l’eau et de l’huile.
Cette hypothèse des deux états liquides distincts est la clef théorique des travaux d’Anders Nilsson, mais fait encore l'objet de débats, notamment parce qu'il est impossible actuellement de la prouver de façon directe en laboratoire. D'autres chercheurs travaillent actuellement sur les propriétés de l'eau. Parmi eux, le physicien Frédéric Caupin, professeur à l’université Lyon-I, qui a publié cet été un article sur la compressibilité maximum de l’eau, en l’abordant par le biais de l’eau a pression négative. Pour lui, si l’hypothèse des deux phases liquides de l’eau est plausible, elle reste impossible à prouver et les données avancées par Nilsson restent sujettes à débat
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