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16 mars 2015

La surfusion

On sait tous que l’eau gèle à 0°C. Eh bien, pas toujours comme nous le prouve cette expérience aussi simple que spectaculaire!

le petit Quentin photo
Quentin n'a besoin pour cette expérience que d’une montre, d’un congélateur et d’une simple bouteille d’eau.

Le phénomène

Chaque élément peut se trouver à l’état solide, liquide ou gazeux. L’eau, par exemple, passe de l’état solide (glace) à l’état liquide à 0°C, et de l’état liquide à l’état gazeux à 100°C. Mais attention, elle peut aussi rester à l’état liquide à une température inférieure à 0°C! Dans leur jargon, les scientifiques disent alors qu’elle est en surfusion et parlent d’état métastable. En fait, il suffit d’une petite perturbation (Quentin qui tape la bouteille sur la table) pour provoquer la transition vers l’état solide. A noter que l’eau peut être en état de surfusion jusqu’à presque -40°C!

L'expérience

Quentin tient une bouteille d'eau photo.
Quentin tient une bouteille d'eau.

1. Vous n’avez besoin pour cette expérience que d’une montre, d’un congélateur et d’une simple bouteille d’eau (sans bulles) d’un demi-litre. En plastique de préférence, car un récipient en verre risquerait d’exploser!

Quentin glisse sa bouteille d'eau dans le congélateur photo.
Quentin glisse sa bouteille d'eau dans le congélateur.

2.Comme Quentin, glissez la bouteille dans le congélateur et patientez deux heures. Le temps de vous conter cette anecdote mettant en scène une troupe de cavaliers en fuite durant la campagne de Napoléon en Russie…

Quentin secoue la bouteille d'eau photo.
Quentin secoue la bouteille d'eau.

3.… Les chevaux foncent en direction d’un lac. A peine pénètrent-ils dans l’eau que celle-ci gèle subitement, les emprisonnant pour l’éternité. A Quentin maintenant de tester ce phénomène appelé surfusion.

L'eau de la bouteille gèle instantanément photo.
L'eau de la bouteille gèle instantanément.

4. Après avoir sorti délicatement la bouteille du congélateur, notre savant en herbe l’empoigne et la frappe sèchement sur la table. Résultat : l’eau – comme dans notre anecdote – gèle quasi instantanément !

Auteur: Alain Portner

Photographe: Mathieu Bernard-Reymond