Depuis plus de deux siècles, les scientifiques débattent de la raison étonnamment complexe pour laquelle la glace est glissante. Bien que la présence d’une fine couche d’eau à la surface soit universellement acceptée comme la clé pour glisser ou trébucher sur des surfaces gelées, la raison pour laquelle cette couche se forme reste un point de discorde. Des recherches récentes suggèrent que la réponse ne réside peut-être pas dans un mécanisme unique, mais dans une combinaison de facteurs, ou dans quelque chose d’entièrement nouveau que nous n’avons pas encore entièrement compris.
Les théories de longue date
La première explication, remontant au milieu des années 1800, proposait que la pression exercée par le poids ou le mouvement abaisse le point de fusion de la glace, créant ainsi un film d’eau lubrifiant. Bien que soutenue par des données expérimentales, cette théorie a ensuite été remise en question lorsque des calculs ont montré que le poids humain typique ou la vitesse de ski exerçaient une pression insuffisante pour provoquer une fonte significative.
Une deuxième hypothèse faisait état d’un chauffage par friction. Frotter contre la glace génère de la chaleur et fait fondre la surface. Cependant, cette explication ne tient pas compte de la glissance immédiate : la glace semble glissante avant même le début du mouvement. De plus, des études montrent que les matériaux qui conduisent bien la chaleur réduisent la glissance, contredisant l’idée selon laquelle la chaleur seule en est responsable.
La troisième théorie majeure implique la préfusion en surface : l’existence d’une fine couche naturellement d’eau liquide sur la glace, même en dessous du point de congélation. On pense que cette couche se forme parce que les molécules de surface sont moins étroitement liées que celles à l’intérieur de la glace en vrac, ce qui les rend plus mobiles. Le problème : bien que largement accepté, son rôle dans la glissance reste débattu.
La dernière avancée : l’amorphisation
Des recherches récentes de l’Université de la Sarre suggèrent qu’aucune des théories ci-dessus n’explique pleinement le phénomène. Au lieu de cela, ils proposent un processus appelé amorphisation. Cela implique de perturber mécaniquement la structure cristalline ordonnée de la glace par glissement, créant ainsi une couche désordonnée semblable à un liquide.
Les expériences montrent que même à des températures extrêmement basses, où la fonte est minime, la glace reste glissante. Cela suggère que des changements structurels – et pas seulement une fonte due à la température – sont en jeu. Les simulations de l’équipe indiquent que les forces de glissement déforment la surface de la glace, créant une couche amorphe qui s’épaissit avec le mouvement continu. Cette déformation est particulièrement prononcée lorsque des matériaux fortement attirants pour l’eau glissent sur la glace.
La voie à suivre : une approche combinée
Le consensus actuel parmi les chercheurs évolue vers une compréhension combinée : la pression, la friction et la préfusion contribuent toutes dans une certaine mesure. Cependant, la découverte de l’amorphisation met en évidence la possibilité que la perturbation mécanique joue un rôle crucial, notamment dans des conditions plus froides.
Le désaccord persistant peut provenir d’une terminologie différente et d’une réticence à débattre ouvertement de points de vue contradictoires au sein de la communauté scientifique. Comme le note Daniel Bonn, physicien à l’Université d’Amsterdam, « le fait que les chercheurs sur les glaces aient des opinions différentes et contradictoires, mais qu’ils ne se disent pas vraiment qu’ils ne sont pas d’accord les uns avec les autres » peut entraver les progrès.
En fin de compte, le mystère glissant de la glace semble être résolu. Une compréhension holistique intégrant la déformation mécanique aux effets thermiques fournira probablement l’explication la plus précise.
