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De la glace qui tient à 2 357°C : c'est la prouesse d'une équipe française grâce à une pression 2, 3 millions de fois supérieure à la nôtre

Science & Vie · mis à jour il y a 8 j

Des physiciens français ont obtenu une nouvelle forme de glace sous une pression colossale, à plus de 2 000 °C. Cette structure pourrait exister au cœur d'Uranus et de Neptune..

Glace extrême à haute température

Une équipe de chercheurs français a réussi à créer une forme de glace capable de résister à une température exceptionnelle de 2 357 °C. Cette prouesse scientifique est rendue possible grâce à l'application d'une pression 2,3 millions de fois supérieure à la pression atmosphérique normale que nous subissons au quotidien. Pour mieux comprendre l'ampleur de cette pression, sachez que la pression atmosphérique standard est d'environ 1 bar (ou 100 000 pascals). Ici, les scientifiques ont travaillé avec une pression de 230 gigapascals, soit l'équivalent de la pression régnant au cœur des planètes géantes comme Jupiter ou Saturne. Cette glace n'a donc plus rien à voir avec la glace que nous connaissons sur Terre, qui fond à 0 °C sous une pression normale. Elle se forme dans des conditions si extrêmes que sa structure atomique est radicalement différente.

Conditions de création

Pour obtenir cette glace à ultra-haute température, les chercheurs ont utilisé des techniques de compression avancées, combinant des presses à enclumes de diamant et des sources de chaleur intenses. Ces outils permettent de recréer en laboratoire les conditions extrêmes présentes dans les profondeurs des planètes ou lors d'événements cosmiques violents, comme la collision entre deux astres. La glace obtenue n'est pas de la glace classique (H₂O sous forme solide), mais une phase solide de l'eau soumise à des contraintes telles que ses molécules s'organisent différemment. Cette forme de glace, appelée glace superionique, est un état où l'eau est à la fois solide et liquide, avec des propriétés conductrices inhabituelles. Les scientifiques français ont pu observer sa stabilité à des températures bien supérieures à celles de la fusion classique de l'eau.

Enjeux scientifiques

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension des planètes glacées et des géantes gazeuses, où des formes similaires de glace pourraient exister. Elle permet aussi d'affiner les modèles théoriques décrivant le comportement de l'eau dans des environnements extrêmes, comme ceux des exoplanètes ou des lunes glacées de Jupiter et Saturne. Pour les chercheurs, cette glace superionique pourrait jouer un rôle clé dans la dynamique interne de ces astres, notamment en influençant leur champ magnétique. En laboratoire, cette avancée pourrait aussi inspirer des applications technologiques futures, bien que celles-ci restent encore hypothétiques. L'équipe française, basée dans un laboratoire national, a travaillé en collaboration avec des partenaires internationaux pour valider ses résultats.

Défis techniques

Créer et maintenir une pression de 230 gigapascals tout en chauffant la glace à 2 357 °C représente un défi technique majeur. Les chercheurs ont dû utiliser des matériaux ultra-résistants, comme le diamant, pour résister à de telles contraintes sans se déformer. De plus, la mesure précise de la température et de la pression dans ces conditions nécessite des instruments de pointe, capables de fonctionner dans des environnements hostiles. Les expériences ont été réalisées dans des installations spécialisées, où chaque paramètre est contrôlé avec une extrême précision. Ces contraintes expliquent pourquoi une telle prouesse n'avait pas été réalisée auparavant. Les résultats ont été publiés dans une revue scientifique reconnue, confirmant la validité des observations.

Ce que ça pourrait changer

À plus long terme, cette découverte pourrait avoir des répercussions dans plusieurs domaines, notamment en astrophysique et en science des matériaux. Elle pourrait aider à expliquer des phénomènes observés sur des planètes comme Neptune ou Uranus, où des glaces exotiques sont suspectées d'exister. Sur Terre, cette recherche pourrait aussi inspirer le développement de nouveaux matériaux capables de résister à des conditions extrêmes, utiles pour l'industrie ou la recherche spatiale. Enfin, elle illustre l'importance des laboratoires terrestres pour simuler des environnements cosmiques, complétant les observations réalisées par des missions spatiales. Cette avancée souligne aussi le rôle clé de la France dans la recherche scientifique internationale.

Sujets complémentaires

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