Publié le 2025-11-13 09:00:00. Des scientifiques allemands ont créé une nouvelle forme de glace, baptisée « glace XXI », en comprimant de l’eau à des pressions extrêmes, sans avoir recours au refroidissement. Cette découverte pourrait éclairer les conditions existant au cœur des planètes et des lunes de notre système solaire.
- Une nouvelle phase de l’eau a été créée en comprimant de l’eau entre deux diamants, atteignant une pression 20 000 fois supérieure à la pression atmosphérique normale.
- La glace XXI, la vingt et unième variante cristalline de l’eau identifiée, possède une structure plus compacte que la glace ordinaire, mais n’est stable que quelques microsecondes.
- Cette recherche, menée par une équipe internationale, utilise des techniques aux rayons X de pointe pour observer les transformations de l’eau sous pression.
Des chercheurs du XFEL européen (European XFEL), en Allemagne, ont annoncé la création de cette nouvelle forme de glace, une avancée qui ouvre de nouvelles perspectives sur la physique de l’eau et les conditions extrêmes régnant dans l’univers. L’équipe internationale de scientifiques cherchait à simuler les environnements présents dans les profondeurs des planètes et des lunes de notre système solaire, où les pressions sont considérables.
La méthode employée ne nécessite pas de refroidir l’eau. Une minuscule gouttelette est placée entre deux diamants, et une pression extrême est appliquée pour modifier sa structure moléculaire. Selon les chercheurs, cette pression atteint environ 20 000 fois la pression atmosphérique normale. Des impulsions de pression durant quelques millisecondes ont été répétées plus de mille fois, avec de courtes pauses pour observer les changements.
L’observation de cette structure cristalline a été rendue possible grâce au laser à rayons X européen XFEL, capable d’enregistrer des images à des vitesses extrêmement élevées. Les résultats ont révélé la formation de la glace XXI, une phase cristalline inédite.
La structure de cette nouvelle glace est plus compacte que celle de la glace commune et ne reste stable que quelques dizaines de microsecondes avant de se transformer en formations cristallines plus connues, comme la glace VI.
Selon DW, cette découverte révèle que les hautes pressions peuvent modifier la structure de l’eau même à température ambiante. L’équipe a utilisé une cellule à enclume de diamant, un instrument permettant de reproduire les conditions intérieures des lunes glacées, telles que Titan ou Ganymède.
« La glace XXI représente une étape intermédiaire, un « chemin caché » dans la transformation de l’eau en glace sous pression. »
Geun Woo Lee, chercheur principal à l’Institut coréen de recherche sur les normes et la science (KRISS)
Les scientifiques ont confirmé l’existence de la glace XXI grâce à des analyses réalisées à la source de photons PETRA III. La structure cristalline observée est tétragonale et regroupe 152 molécules d’eau par bloc, un nouvel arrangement dans la famille des glaces découvertes.
Rachel Husband, chercheuse de l’équipe DESY HIBEF, a souligné que la découverte suggère la possibilité de phases métastables supplémentaires à haute température et de leurs itinéraires de transition. Elle estime que l’existence de la glace XXI pourrait améliorer notre compréhension des processus internes des lunes et des planètes à haute pression, où les phases intermédiaires jouent un rôle crucial dans la dynamique et la structure.
Cette découverte ouvre une nouvelle perspective sur la physique de l’eau, un matériau omniprésent qui présente des comportements complexes et variés. Les chercheurs s’efforcent désormais d’identifier d’autres voies de transition et d’analyser l’influence de facteurs tels que la pression, la composition et l’environnement sur la formation de phases cristallines.
Selon le portail ZME Science, l’utilisation de la pression au lieu des basses températures constitue une nouvelle stratégie qui pourrait être utilisée pour étudier des processus dans des conditions extrêmes, tant dans l’espace que sur Terre. Les données du XFEL européen et d’autres sources, telles que Materials Today et Engineering Interesting, documentent les détails expérimentaux et le potentiel de cette méthode pour de futures recherches.
De nombreuses questions subsistent concernant la cristallisation de l’eau et le nombre de phases de glace possibles. L’équipe internationale travaille à élargir la description des transitions de phase, en utilisant une technologie d’observation à grande vitesse et des dispositifs de compression sophistiqués.
La recherche redéfinit les limites de la formation de glace et suggère de nouvelles opportunités pour comprendre le rôle de ce matériau sur d’autres planètes et satellites. Les résultats élargissent les connaissances sur les états de la matière et contribuent à l’étude des processus naturels dans des conditions extrêmes.
L’apparition de la glace XXI montre que la glace continue d’être un domaine d’étude actif, avec de nombreux mystères à résoudre.