Obscur comme de l’eau de roche ?

Quel drôle de titre ! Vous l’aurez compris, il s’agit là d’une référence à la fameuse expression « clair comme de l’eau de roche ». Et pourtant, lorsque l’on aborde le sujet de l’eau de façon scientifique, tout n’est pas aussi clair que cela ! Pourquoi ce liquide, que l’on retrouve partout autour de nous (l’eau recouvre en effet 71% de la surface de notre planète) ainsi qu’à l’intérieur de nous (un corps d’adulte est composé d’environ 60% d’eau) est encore aujourd’hui classé parmi les plus grandes énigmes de la physique ? Tout simplement parce qu’aussi banale soit-elle, l’eau reste de loin la substance la plus mystérieuse que l’on connaisse.

L’eau fait un peu figure de mauvaise élève de la chimie, car elle a tendance à ne pas suivre les lois qui s’appliquent pourtant aux autres liquides. Prenons le cas de la congélation. La densité d’un liquide « normal » a tendance à augmenter lorsque la température diminue. C’est aussi le cas pour l’eau, mais uniquement jusqu’à 3,98°C. En dessous de cette valeur, l’eau se dilate et sa densité augmente. Voilà pourquoi les glaçons flottent à la surface de l’eau, il en est de même pour les icebergs et c’est tant mieux ! En effet, si la banquise venait à sombrer, il n’y aurait plus d’isolation thermique ce qui entraînerait à terme une congélation des océans (et ainsi une disparition des écosystèmes sous-marins). Cette propriété s’explique par sa structure qui consiste en un assemblage de tétraèdres réguliers (lorsque la température est basse) présentant de nombreux trous, donc du vide. Voilà pourquoi sa densité diminue.

Je pense que si je vous demande la température du passage de l’eau de son état liquide à son état solide, vous me répondrez tous fièrement : 0°C. Et vous avez raison (comme quoi, il y a aussi certaines questions triviales sur ce site). Mais ce que vous ne savez peut-être pas, c’est que si elle respectait la loi de changement d’état des liquides ayant pour formule générale H2X, son point de congélation devrait se situer à une température de -110°C et non 0°C (un peu plus embêtant pour faire des glaçons à la maison !). De même, son point d’ébullition serait de -80°C et non 100°C ce qui rendrait impossible toute vie sur Terre (car l’eau n’existerait qu’à l’état de vapeur).

Les propriétés mystérieuses de l’eau ne s’arrêtent pas là, contrairement à mon petit exposé, car la suite deviendrait beaucoup plus complexe et nettement moins culture générale. Il faut savoir que plusieurs théories sont avancées afin d’expliquer les nombreuses « anomalies », sans pour autant faire l’unanimité au sein de la communauté scientifique. Elle n’a donc pas encore livré tous ses secrets.

Je pense que vous ne regarderez plus votre verre d’eau de la même façon à présent ! A consommer sans modération ! 

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