Le verre est solide ?

Le verre est solide
A première vue, la consistance du verre ne fait aucun doute, il est bien solide et la question parait bien superflue. Pas tant que ça ! D’un point de vue physique, cette question soulève pas mal d’interrogations.

Octobre 2007 Partie intégrante de notre quotidien, le verre est loin de nous être si familier qu’il n’y parait. On peut certes le tenir dans la main, s’appuyer dessus, y verser un liquide…Les physiciens ne se fient pas à cette apparence extérieure et l’étudient minutieusement.

Un solide digne de ce nom ?

Au dessus, structure microscopique d’un cristal ; en dessous celle du verre. Photo © Clem Cousi / GNU Free Documentation License

La texture est parfois bien trompeuse. Pour répondre à la question posée, il faut connaître physiquement les caractéristiques de l’état solide. Qu’est-ce qui le distingue de l’état liquide ? Cette rigidité est conférée par les liaisons entre les atomes qui constituent le matériau. Prenons l’exemple du diamant : il comprend de nombreux atomes de carbone. En le “scrutant” à une échelle microscopique, on constate que les atomes sont liés entre eux par de fortes liaisons dites covalentes. Elles sont complétées par des liaisons ioniques qui rattachent deux pôles opposés (par exemple le sodium, Na+ et le chlore, Cl-). Cet ensemble constitue un maillage fort d’où cet aspect dur et rigide. Autre point, les atomes sont disposés dans l’espace de manière régulière et ordonnée ; comme dans la figure ci-contre (au dessus). Le solide présente une structure hexagonale, en nids d’abeilles.
Et bien chez le verre, il n’en est rien. Regardez la figure juste au dessous. Ces atomes sont répartis spatialement de manière complètement anarchique. Les distances qui les séparent sont irrégulières. Dans ce cas, le verre présente une structure proche d’un liquide.

Pas si liquide que ça

Si les physiciens ne se fient qu’à sa structure microscopique, le verre a tout d’un liquide. Difficile à croire car tout liquide qui se respect coule. Or, le verre en est loin. Certains pourtant estiment que cet écoulement s’opère également chez lui. Comment ? A regarder de plus près les vitraux épais des cathédrales ou encore de simples carreaux, on peut observer un épaississement au bas de la fenêtre. Les premières conclusions sont d’ores et déjà tirées : le verre s’épanche bien.
Cette explication est vite réfutée par les spécialistes du verre. Ils justifient cette observation par la méthode employée pour la confection des carreaux ou vitraux. Pour autant, en regardant à nouveau les propriétés due verre, les scientifiques constatent qu’en dessous de la température de fusion, température à laquelle le matériau passe d’un état solide à un état liquide, le verre présente un état n’ont pas cristallisé mais surfondu. Cette phase est la transition vitreuse. A ce moment, il présente une viscosité importante et une certaine aptitude à “couler”. Pour être plus exact, le verre flue. L’écoulement peut en effet s’effectuer mais il faut des centaines et des centaines d’années voire même plus pour observer ce phénomène. A l’échelle humaine, il est impossible de le vérifier.

Bilan : le verre n’est ni liquide, ni solide ; son état est intermédiaire. Les physiciens le qualifient de matériau amorphe. Mais le verre continue toujours d’intriguer et est une des énigmes de physique non résolues à l’heure actuelle.

Déjà publié le 9 November 2007

La « controverse » du pétrole abiotique

De la part de cricri qui est définitivement fâché avec notre fumier et qui continue à nous envoyer des MAILS très intéressants.

Dans cet article, Richard Heinberg fait le point sur les connaissances actuelles au sujet de l’origine du pétrole. Un article important car les fantasmes sur une origine abiotique de l’or noir ont finalement traversé l’Atlantique pour se répandre sur l’Internet francophone, bien que leurs arguments aient déjà été invalidés “par anticipation” comme la lecture de cette analyse le démontre clairement.

Article original en anglais, de Richard Heinberg paru le 29 août 2004 et consultable sur cette page. Continuer la lecture de « La « controverse » du pétrole abiotique »

Les océans : de plus en plus acides

Le 23 juillet 2004 à 12h18

Caroline Lepage

L’étude publiée cette semaine dans la revue Science sur l’acidité des océans est peu encourageante. Le dioxyde de carbone, l’un des principaux responsables de l’effet de serre, n’est pas innocent dans cette histoire. Quelles en seront les conséquences ? Après 72000 prélèvements d’eau réalisés en 10 ans partout dans le monde, et 5 ans d’analyses des données, les résultats de l’étude menée par les scientifiques du NOAA (National Oceanic Atmospheric Administration) et dirigée par l’océanographe Chris Sabine sont mitigés…Bonne nouvelle d’abord : l’océan est notre allié dans le réchauffement climatique puisqu’il absorbe quotidiennement une quantité colossale du CO2 rejeté dans l’atmosphère, limitant l’élévation des températures sur la planète. Ainsi, il aurait déjà absorbé 120 milliards de tonnes de dioxyde de carbone produites par les activités humaines depuis deux siècles ! Continuer la lecture de « Les océans : de plus en plus acides »

Du climat en danger au danger de guerre

Un nouveau rapport d’experts, préparé pour le compte du PNUE (Programme des Nations unies pour l’environnement), conseille de responsabiliser, avec des missions et des moyens nouveaux, non seulement les instances de l’ONU déjà saisies, mais le Conseil de Sécurité, dont le rôle devrait être modifié. Il fait également des propositions relatives aux nouveaux moyens d’intervention, financiers et réglementaires, à mobiliser sans attendre.

Le gouvernement fédéral d’Allemagne a créé le Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU) ou German Advisory Council on Global Change en 1992 à la suite du Sommet de la Terre de Rio. Il s’agit d’un organisme d’étude capable de mobiliser de nombreux experts internationaux à la compétence reconnue. Le WBGU travaille en étroite liaison avec l’ONU. Il produit des études et rapports soit sur demande du gouvernement fédéral ou de l’ONU, soit de son propre chef. Leur qualité est mondialement reconnue.

Son dernier rapport, réalisé pour le compte du Programme des Nations unies pour l’environnement (PNUE) , a été publié le jour de la remise à Oslo du prix Nobel de la paix à l’ex-président américain Al Gore et aux experts du GIEC. Il vient à point nommé pour alerter les représentants des gouvernements réunis à Bali du 10 au 14 décembre 2007 afin d’étudier les suites à donner au Protocole de Kyoto.

Un rapport catastrophiste de plus, diront les intérêts opposés à toute mesures sérieuses destinées à contrôler la hausse des températures globales. C’est en fait bien plus que cela. Au-delà de l’étude des évolutions géoclimatiques et biologiques en cours, le rapport développe les conséquences socio-politiques de leur aggravation. Il le fait en des termes dont le réalisme n’avait jamais été exprimé aussi brutalement. Le réchauffement climatique pourrait provoquer une “guerre civile mondiale”, voire des guerres tout court, dont le rapport détaille les différentes composantes.

Continuer la lecture de « Du climat en danger au danger de guerre »