L’eau très froide coule deux fois mieux sous pression
Very cold water flows twice as well under pressure
Alexandre Mussa, Romain Berthelard, Frédéric Caupin et Bruno Issenmann (équipe Liquides et Interfaces), ont publié un article intitulé "Viscosity and Stokes-Einstein relation in deeply supercooled water under pressure" dans la revue The Journal of Chemical Physics. Cet article a été sélectionné comme choix de l’éditeur.
Alexandre Mussa, Romain Berthelard, Frédéric Caupin and Bruno Issenmann (team Liquides et Interfaces), published an article entitled "Viscosity and Stokes-Einstein relation in deeply supercooled water under pressure" in The Journal of Chemical Physics. This article was selected as Editor’s Pick.
Contrairement aux autres liquides, l’eau sous pression s’écoule avec moins de friction : sa viscosité diminue. Cette anomalie, découverte par Röntgen il y a 140 ans, s’amplifie à basse température. Pour savoir jusqu’à quel point, des chercheurs de l’Institut Lumière Matière ont entrepris des mesures de viscosité sous pression dans l’eau surfondue, c’est-à-dire encore liquide à des températures auxquelles la glace est plus stable. En 2017, dans une première expérience, ils avaient pu faire couler de l’eau dans un tuyau de 9 millièmes de millimètre, atteignant 3000 fois la pression atmosphérique et 19 °C au-dessous de la température de fusion de la glace. Pour aller plus loin, ils ont construit une seconde expérience où l’eau ne s’écoule plus. C’est l’agitation spontanée de billes en suspension qui donne accès à la viscosité de l’eau. Ces billes sont si petites (moins d’un millième de millimètre) qu’on ne les voit pas au microscope, mais leur mouvement est perceptible dans les fluctuations de la lumière qui traverse la suspension. Cette expérience confirme la précédente, et étend les mesures de viscosité dans l’eau 30 °C au-dessous de la température de fusion de la glace. Une pression de l’ordre de 1000 fois la pression atmosphérique réduit alors la friction de moitié.
Unlike other liquids, water under pressure flows with less friction: its viscosity decreases. This anomaly, discovered by Röntgen 140 years ago, gets more pronounced at low temperatures. To find out to what extent, researchers from the Institute of Light and Matter undertook measurements of viscosity under pressure in supercooled water, i.e. still liquid at temperatures at which ice is more stable. In 2017, in a first experiment, they were able to flow water through a pipe measuring 9 thousandths of a millimeter, reaching 3000 times atmospheric pressure and 19°C below the melting temperature of ice. To go further, they built a second experiment where the water no longer flows. It is the spontaneous agitation of suspended beads which gives access to the viscosity of the water. These beads are so small (less than a thousandth of a millimeter) that they cannot be seen under a microscope, but their movement is perceptible in the fluctuations of the light passing through the suspension. This experiment confirms the previous one, and extends the viscosity measurements in water 30 °C below the melting temperature of ice. A pressure of the order of 1000 times atmospheric pressure then reduces friction by half.
