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"Il existe deux états de l’eau liquide qui sont nettement différents" par ScienceDaily

Traduction et compléments de Jacques Hallard

mercredi 20 janvier 2021, par Science Daily



ISIAS Eau

Il existe deux états de l’eau liquide qui sont nettement différents

Ajout des accès à d’autres sources dont une série documentaire de ‘arte.tv/fr’ qui met en scène la planète au fil de l’eau : H2O : l’eau, la vie et nous

Water molecules | Credit : © tussik / stock.adobe.com

Illustration des molécules d’eau - (stock image). Crédit : © tussik / stock.adobe.com

Traduction par Jacques Hallard d’un article publié le 24 novembre 2020 par ScienceDaily sous le titre « Two distinctly different liquid states of water  » et disponible sur ce site : https://www.sciencedaily.com/releases/2020/11/201119141756.htm

Origine de l’information de base : Université de Stockholm en Suède.

Résumé :

En utilisant des lasers à rayons X, des chercheurs ont pu suivre la transformation entre deux états liquides différents de l’eau. À environ moins 63 degrés Celsius, les deux liquides se trouvent à des régimes de pression différents avec une différence de densité de 20 %. En faisant varier rapidement la pression avant que l’échantillon ne gèle, il a été possible d’observer un liquide se transformer en l’autre en temps réel. Leurs résultats sont publiés dans la revue ‘Science’.

[Selon Wikipédia, « Un laser à rayon X, ou laser X-UV (soft x-ray laser en anglais, Roentgen laser en allemand) est un dispositif qui transpose le principe et les propriétés du laser aux ondes électromagnétiques de courte longueur d’onde : de l’ultraviolet extrême aux rayons X. On distingue deux types de lasers à rayons X : les lasers X à électrons libres (XFEL ou x-ray free electron laser) et les lasers X à plasma (Plasma-based soft x-ray laser)…K » - Source de l’article complet : https://fr.wikipedia.org/wiki/Laser_%C3%A0_rayons_X]

Article complet

En utilisant des lasers à rayons X, les chercheurs de l’université de Stockholm ont pu suivre la transformation entre deux états liquides différents de l’eau, tous deux constitués de molécules d’H2O. À environ -63° Centigrade, les deux liquides se trouvent à des régimes de pression différents avec une différence de densité de 20%. En faisant varier rapidement la pression avant que l’échantillon ne gèle, il a été possible d’observer un liquide se transformer en l’autre en temps réel.

L’eau, à la fois commune et nécessaire à la vie sur Terre, se comporte très bizarrement par rapport à d’autres substances. La façon dont les propriétés de l’eau, telles que la densité, la chaleur spécifique, la viscosité et la compressibilité, réagissent aux changements de pression et de température, est totalement opposée à celle des autres liquides que nous connaissons.

Par conséquent, l’eau est souvent qualifiée d’ ’anormale’. Si l’eau s’était comportée comme un ’liquide normal’, nous n’existerions pas, car la vie marine n’aurait pas pu se développer. Cependant, la question reste ouverte : quelle est la cause de ces anomalies ?

Il existe un certain nombre d’explications aux étranges propriétés de l’eau et l’une d’entre elles propose que l’eau a la capacité d’exister en tant que deux liquides différents à des pressions différentes et à des températures basses. Si nous pouvions conserver les deux liquides dans un verre, ils se sépareraient avec une interface claire entre eux, comme pour l’eau et l’huile.

Dans nos conditions ambiantes, l’eau ordinaire n’est qu’un seul liquide et aucune interface ne serait visible dans un verre - mais au niveau moléculaire, elle fluctue en créant de petites régions locales de densité similaire à celle des deux liquides, ce qui entraîne un comportement étrange de l’eau.

Le défi est qu’aucune expérience n’a été possible aux températures où les deux liquides coexisteraient puisque la glace se formerait presque instantanément. Jusqu’à présent, il n’a été possible d’étudier l’eau dans ces conditions qu’en utilisant différents types de simulations informatiques, ce qui a conduit à de nombreux résultats contradictoires selon le modèle utilisé.

’Ce qui était spécial, c’est que nous avons pu radiographier à une vitesse inimaginable, avant que l’eau ne gèle, et que nous avons pu observer comment un liquide se transformait en un autre’, explique Anders Nilsson, professeur de physique chimique à l’université de Stockholm. ’Pendant des décennies, il y a eu des spéculations et différentes théories pour expliquer ces propriétés anormales et pourquoi elles deviennent plus fortes lorsque l’eau devient plus froide. Maintenant, nous avons découvert que les deux états liquides sont réels et peuvent expliquer l’étrangeté de l’eau’.

’J’ai étudié plusieurs formes de glaces désordonnées pendant longtemps dans le but de déterminer si elles peuvent être considérées comme un état vitreux représentant un liquide gelé’, explique Katrin Amann-Winkel, chercheur principal en physique chimique à l’université de Stockholm. ’C’est un rêve devenu réalité de voir qu’elles représentent en effet des liquides réels et que nous voyons la transformation entre elles’.

Source des informations : Materials provided by Stockholm University. Note : Content may be edited for style and length.

Référence de la revue : Kyung Hwan Kim, Katrin Amann-Winkel, Nicolas Giovambattista, Alexander Späh, Fivos Perakis, Harshad Pathak, Marjorie Ladd Parada, Cheolhee Yang, Daniel Mariedahl, Tobias Eklund, Thomas. J. Lane, Seonju You, Sangmin Jeong, Matthew Weston, Jae Hyuk Lee, Intae Eom, Minseok Kim, Jaeku Park, Sae Hwan Chun, Peter H. Poole, Anders Nilsson. Experimental observation of the liquid-liquid transition in bulk supercooled water under pressure. Science, 2020 ; 370 (6519) : 978-982 DOI : 10.1126/science.abb9385

Pour citer cette page : MLA APA Chicago - Stockholm University. ’Two distinctly different liquid states of water.’ ScienceDaily. ScienceDaily, 24 November 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/...> .

Documents apparetés

Liquid Water at 170 Degrees Celsius

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Dec. 21, 2017 — Using x-ray lasers, researchers have been able to map out how water fluctuates between two different states when it is cooled. At -44°C these fluctuations reach a maximum pointing to the fact that ...

How Water Can Split Into Two Liquids Below Zero

Jan. 25, 2017 — Did you know that water can still remain liquid below zero degrees Celsius ? It is called supercooled water and is present in refrigerators. At even smaller temperatures, supercooled water could exist ...

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Revue Science, p. 978 - Résumé

Nous avons préparé des échantillons en vrac d’eau liquide surfondue sous pression par chauffage isochorique de glace amorphe de haute densité à des températures de 205 ± 10 kelvins, en utilisant un laser femtoseconde infrarouge. Comme la densité de l’échantillon est préservée pendant le chauffage ultrarapide, nous avons pu estimer une pression interne initiale de 2,5 à 3,5 kilobars dans la phase liquide à haute densité. Après le chauffage, l’échantillon s’est rapidement dilaté, et nous avons capturé le processus de décompression résultant avec des impulsions laser femtoseconde à rayons X à différents temps de retard pompe-sonde. Un changement structurel discontinu s’est produit, dans lequel des domaines liquides de faible densité sont apparus et se sont développés sur des échelles de temps comprises entre 20 nanosecondes et 3 microsecondes, alors que la cristallisation se produit sur des échelles de temps de 3 à 50 microsecondes. La dynamique des deux processus séparés par plus d’un ordre de grandeur permet une transition liquide-liquide dans l’eau surfondue en vrac.

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Autres sources d’information sur l’eau

De nombreux articles étiquetés « EAU » ont été postés sur ISIAS : voir les 3 rubriques sous https://isias.lautre.net/spip.php?page=recherche&amp ;recherche=eau

On peut aussi se reporter à l’un de nos diaporamas sur l’eau ici >

ATTAC Aix en Provence Soirée sur l’eau 09 novembre 2006 -paysdefayence.free.fr › alximix › diapoeaujhallard[1] -PDF - ATTAC. Aix en Provence. Soirée sur l’eau. 09 novembre 2006. Intervenants : Jacques Hallard. Vincent Porelli. Avec l’appui technique de Jacques Villar.

Ainsi que sur ‘yonne lautre’ pour des articles répartis dans 5 rubriques sous : https://yonnelautre.fr/spip.php?page=recherche&amp ;recherche=eau

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Accès à une série documentaire de ‘arte.tv/fr’ qui met en scène la planète au fil de l’eau en trois épisodes denses et percutants : H2O : l’eau, la vie et nous.

Série télévisée - H2O : l’eau, la vie et nous

Cette série documentaire retrace l’histoire de l’humanité au travers de son rapport à ’l’or bleu’ : l’eau. Du bassin du Congo à l’Amazonie, on verra la diversité des formes de cette molécule vitale et de ses bienfaits incalculables. Mais aussi les conséquences graves de l’épuisement de cette précieuse ressource et comment y remédier.

52 minutes H2O : l’eau, la vie et nous (1/3)

52 minutes H2O : l’eau, la vie et nous (2/3)

51 minutes https://www.arte.tv/fr/videos/09515...H2O : l’eau, la vie et nous (3/3)

ARTE VOD/DVD ARTE Radio Invitations - Coups de cœur– Entreprise Tout sur ARTE Emplois et stages Appels d’offres FAQ

Tous droits de reproduction et de diffusion réservés © 2020 ARTE G.E.I.E. - ARTE G.E.I.E. 4, quai du chanoine Winterer CS 20035F - 67080 Strasbourg Cedex

Source : https://www.arte.tv/fr/videos/RC-020421/h2o-l-eau-la-vie-et-nous/

Autre annonce : « H2O : l’eau, la vie et nous » : l’odyssée d’une molécule féconde

Une série documentaire digne d’une superproduction hollywoodienne met en scène la planète au fil de l’eau en trois épisodes denses et percutants. Par Martine Valo - Publié le 26 novembre 2020 à 11h21 - Mis à jour le 26 novembre 2020 à 15h11

Photo - Le Pantanal, en Amérique du Sud, est la plus grande zone humide au monde. Elle est alimentée en eau par les « rivières volantes » d’Amazonie (« H2O : l’eau, la vie et nous », de Nicolas Brown et Alex Tate). Arte

ARTE - SAMEDI 28 NOVEMBRE 2020 - 20 h 50 -SÉRIE DOCUMENTAIRE

Le charme opère dès les premières images du générique, magnifiques. Elles nous transportent dans un monde mal connu, étonnant et émouvant : la Terre. Nous voilà partis pour un voyage en trois épisodes sur les traces d’une molécule féconde : l’eau. La série documentaire américaine H2O, l’eau, la vie et nous se présente comme une odyssée riche de belles rencontres sur plusieurs continents : une sirène championne d’apnée, des chasseurs d’orages, un géoarchéologue chinois passionné par une crue probablement pas légendaire, un géographe à la rencontre de réfugiés syriens pour comprendre comment les guerres trouvent racine dans des épisodes de sécheresse sévère…

Lire aussi Près d’un quart des êtres humains menacés par la pénurie d’eau

Certains s’agaceront peut-être de la mise en scène digne d’une superproduction hollywoodienne. Il s’agit en effet d’écologie à grand spectacle, avec force points de vue aériens, souterrains, numériques. Mais l’eau – et plus globalement la nature – ne le mérite-t-elle pas, elle qui conditionne l’existence de tous les Terriens ?

Les « rivières volantes » d’Amazonie

Le premier volet, intitulé Pulsations, ouvre un chapitre scientifique sur les traces des premiers dégagements de vapeur autour d’une planète en fusion, bien avant que l’océan ne devienne la soupe primitive dont tout a émergé. Puis la balade documentaire nous entraîne au cœur de la vie, ou plus exactement de la résurrection, avec ces plantes desséchées d’Afrique du Sud qui verdissent à nouveau pour peu qu’elles reçoivent quelques gouttes de pluie. Après un vol au-dessus du somptueux désert d’Atacama (Chili) fleurissant sous nos yeux, les réalisateurs font halte dans la touffeur tropicale du Brésil où « la forêt produit elle-même sa pluie », assure Antonio Donato Nobre.

Cet expert de l’Institut national de recherches spatiales brésilien nous entraîne dans les fameuses « rivières volantes » d’Amazonie. L’appellation poétique désigne le phénomène de transpiration des arbres qui libèrent des dizaines de millions de tonnes de vapeur par jour, ainsi que de la poussière, formant ainsi de longues traînées de nuages qui vont arroser l’extraordinaire zone humide du Pantanal, à 3000 km plus au sud.

Lire le reportage : Le Pantanal, au Brésil, paradis de biodiversité ravagé par les flammes

La parenthèse enchantée se referme sur un kayak glissant sur l’eau près de Sao Paulo. L’embarcation fend des monceaux de mousse blanche phosphatée qui dérive au fil d’un cours d’eau si pollué qu’une combinaison intégrale s’impose pour y naviguer. L’homme ne prend pas soin de la ressource hydrique dont il manque pourtant déjà, et qu’il contamine ou gaspille.

Effet domino

Des aquifères souterrains qui ont mis des milliers d’années à se remplir sont vidés en un rien de temps par l’agriculture industrielle. Aux Etats-Unis, cette avidité dessine une géographie surnaturelle composée d’immenses cercles de luzerne en Arizona et de carrés de lotissements alignés au cordeau en plein désert. Kelly McEvers, la journaliste qui commente la série, le répète : d’ici à 2040, nos besoins en eau douce dépasseront de 40 % ce que la planète peut fournir.

Lire l’article : L’eau à l’épreuve des changements climatiques

Les deuxième et troisième épisodes, Civilisations et L’Urgence, illustrent la constance de l’effet domino dans la nature. Ainsi la libellule globe-trotter, qui naît dans des rizières indiennes, est capable de franchir 16 000 kilomètres au-dessus de l’océan pour suivre les orages de mousson jusqu’en Afrique. Elle revient au bercail en quatre générations, après avoir consommé un certain nombre de larves de moustique. Quand les paysans indiens traitent leurs rizières à coups d’insecticides, on peut donc s’attendre à une flambée de paludisme en Afrique.

H2O : l’eau, la vie et nous, de Nicolas Brown et Alex Tate (EU, 2020, 3 × 52 min). Sur Arte.tv jusqu’au 26 janvier 2021.

Lire aussi : La crise de l’eau illustrée en 5 graphiques

Autrice : Martine Valo – Source : https://www.lemonde.fr/culture/article/2020/11/26/h2o-l-eau-la-vie-et-nous-l-eau-une-superstar-pleine-de-vie_6061202_3246.html

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Traduction et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 18/01/2021

Site ISIAS = Introduire les Sciences et les Intégrer dans des Alternatives Sociétales

http://www.isias.lautre.net/

Adresse : 585 Chemin du Malpas 13940 Mollégès France

Courriel : jacques.hallard921@orange.fr

Fichier : ISIAS Eau Two distinctly different liquid states of water French version.2.docx

Mis en ligne par Pascal Paquin de Yonne Lautre, un site d’information, associatif et solidaire(Vie du site & Liens), un site inter-associatif, coopératif, gratuit, sans publicité, indépendant de tout parti.

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