Pourquoi mes glaçons diminuent-il en volume au fil des mois ?

Bonjour,

Votre question nous interroge : restera-t-il assez de glaçons dans quelques mois dans le bac à glaçons pour agrémenter notre whisky? Vous me direz que pour les amateurs, le whisky se boit "sec". Le bon whisky, bien sûr.

Trêve de plaisanterie. Les glaçons ne fondent pas par l’opération du Saint Esprit. C’est plutôt la physique qui est aux commandes par l’intermédiaire d’un phénomène appelé la sublimation. Ce joli nom désigne le passage d’un état solide (les glaçons dans votre cas) directement à l’état gazeux (vapeur d’eau) sans passer par la phase liquide (l’eau). Le phénomène aboutit à un échange de molécules entre une phase condensée contenant de l’eau uniquement et une phase vapeur contenant de la vapeur d'eau et d'autres gaz.

Cela peut sembler surprenant mais dans certaines conditions, cela est possible. Nous connaissions le phénomène, mais nous ne sommes que de simples bibliothécaires territoriaux et nous risquerions de rester un peu «courts» pour l’explication. Plutôt que de passer au tableau avec notre craie, nous avons fait appel à des spécialistes.

Nous nous sommes tournés vers le très bon forum Futura Sciences, et avons posé votre question dans le sous-forum consacré à la physique.

Nous avons obtenu plusieurs réponses comme vous pouvez le constater. Parmi elles, nous retranscrivons ici celle d’un modérateur. Ce dernier est titulaire d’un doctorat en physique, spécialité thermodynamique des équilibres entre phases. Autant dire qu’il sait de quoi il parle. Voici sa réponse:

C'est le même phénomène qui fait que l'eau s'évapore au contact de l'air à température et pression ambiante.

Que ce soit des glaçons dans un congélateur ou de l'eau dans un verre, il s'agit d'un échange entre une phase condensée contenant uniquement de l'eau avec une phase vapeur contenant certes un peu d'eau, mais surtout majoritairement d'autres gaz.

La phase condensée émet spontanément des molécules d'eau vers la phase vapeur, de façon permanente. Suivant la phase condensée (liquide, glace I, glace II, etc il y a une quinzaine pour l'eau), la température, et éventuellement d'autres aspects comme l'état de surface, le flux de molécule d'eau vers la phase vapeur est plus ou moins grand. A l'inverse les molécules d'eau présentes dans la phase gazeuse qui heurtent la surface de la phase condensée ont une certaine probabilité de rebondir dessus ou à l'inverse de s'y retrouver incorporées. Il y a donc un flux constant de molécule d'eau de la phase gazeuse à la phase condensée, modulé par la température (si les molécules frappent plus fort elles rebondissent plus souvent qu'elles sont incorporées) et la pression (si les molécules frappent plus souvent, le flux est plus important), et éventuellement l'état de la surface.

Quand le flux entrant est égal au flux sortant, on a équilibre.

Quand la phase gazeuse n'est constituée que de vapeur d'eau, un tel équilibre ne s'obtient que pour des couples pression/température précis. Par exemple à la pression ambiante, si la température est supérieure à 100°C, le flux sortant est plus important que le flux entrant, donc l'intégralité de l'eau liquide va passer sous forme vapeur, et inversement si la température est inférieure à 100°C.

Quand la phase gazeuse contient d'autres choses en plus de l'eau, l'équilibre se retrouve modulé par la concentration en eau de la phase vapeur, ce qui s'appelle aussi sa pression partielle. Pour des conditions de température/pression identiques, il y aura moins de molécules d'eau dans la phase vapeur, donc un flux entrant plus faible qui ne pourra pas compenser le flux sortant qui n'est pas affecté par la composition de la phase gazeuse. Il faudra une pression plus élevée et/ou une température plus faible pour rétablir l'équilibre, et plus la pression partielle en eau sera faible, plus il faudra augmenter la pression ou baisser la température pour maintenir un même équilibre. A température et pression ambiante, il faut une pression partielle en eau d'environ 23mbar pour maintenir en équilibre de l'eau liquide. Si la pression partielle en eau est inférieure, l'eau liquide s'évaporera totalement.

Si on met de l'eau liquide ou de la glace en présence d'air sec, ils vont s'évaporer/se sublimer jusqu'à ce que l'air soit saturé d'humidité. En d'autres termes, il faut que l'air contienne suffisamment d'eau pour qu'un flux entrant compense le flux sortant qui lui existe quoiqu'il arrive. À l'inverse de l'air trop humide va former des gouttelettes ou des cristaux de glace (comme la rosée du matin, la buée sur les fenêtres, le givre, ou même le brouillard, la pluie ou la neige).

m@ch3

Voilà, voilà. Un autre utilisateur du forum Futura Sciences conseille de mettre le bac à glaçons dans un sac hermétique. Pourquoi pas? Après, le plus simple doit être de les consommer rapidement. Avec modération cependant si c’est dans des boissons fortement alcoolisées.

Cordialement.