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Leau nest pas seulement achedeuzo»
Voici une question simple à poser lors dune bonne soirée entre amis et si vous voulez briller par votre originalité: Qest ce que leau?». "L'eau, c'est la vie." et "l'eau, c'est H2O" (prononcezachedeuzo), sont les deux phrases les pluscouramment exprimées ou entendues quand il s'agit d'évoquer l'eau. Comment en est-on arrivé à confondre un liquide transparent et mouillant, source de toute vie sur cette planète avec une formule chimique aride et un son associé achedeuzo» ridicule à écrire et qui ne rappelle rien de bien concret sur un plan purement étymologique. Graphiquement parlant cest aussi assez comique puisque H2O» fait immanquablement penser à la bonne vieille tête de Mickey:
Ce dossier a pour vocation à donner le point de vue complet de la science moderne sur cette formule H2O, qui devrait rester ce qu'elle est, c'est-à-dire un jargon technique entre scientifiques comme lexplique très bien Rodolphe Forgetdans un autre dossier sur le même thème. Il en effet choquant de voir cette formule sortir des laboratoires et être utilisée comme définition de leau par tout un public non formé aux subtilités de la science. Ceux qui ne sont pas intéressés par le point de vue scientifique pourront consulter ce lien montrantcomment leau est perçue par des poètes ou des artistes, avec en prime une analyse originale faisant appel àloutil du nuage de mots» etoù lon montre que personne ne peut à lui seul cerner toute la complexité de cet élément que lon appelle leau. Pour les autres, en route pour le point de vue de la science dite dure».
De lEau et de la Science
Lécrivain David Herbert Lawrence (1885-1930) a osé lécrire en 1929: Leau est H2O, deux parts dhydrogène, une doxygène plus une troisième chose qui fait que leau est leau et que personne na pu encore identifier» (Pansies). Le truc, cest que comme personne ne sait exactement en quoi consiste ce troisième élément, on ne retient que les deux premiers, eux bien identifiés vers la fin du dix-huitième siècle. La saga époustouante ayant aboutit à cette fameuse formule H2O estrésumée sur cette page webet aussi illustrée à laidede cette vidéo). Pour résumer la chose, avant Lavoisier les choses étaient simples: leau était leau, un élément, une unité indissociable pouvant prendre de multiples formes avec des propriétés différentes selon la forme adoptée par leau. Après Lavoisier, tout se complique car leau est maintenant faite de deux choses plus simples, hydrogène et oxygène qui, pris séparément, nont aucune des propriétés de leau mais qui, réunis intimement, ont bien les propriétés de leau. Comment une chose peut-elle être simple et composée à la fois? La chimie va répondre en différenciant latome simple, H ou O, de la molécule composée
formant un tout: H2O. Pour convaincre les sceptiques, on a même pu mesurer la taille dune seule molécule deau et on a trouvé un diamètre de 300 millièmes de milliardièmes de mètrecomme on lexplique sur cette vidéo. Pouvez-vous réaliser ou visualiser ce que peut bien signifier une telle taille? Pour vous faire une idée, posez vous la question de savoir combien il y a de molécules deau dans 1g deau? Prêt pour le choc? Eh bien à peu près autant que le nombre total détoiles dans tout lunivers... Voilà, dire que leau cest achedeuzo», cest confondre une étoile avec lunivers tout entier. Voyez-vous le bug? Même si lunivers est fait détoiles, il nest pas une étoile. Alors pourquoi vouloir à tout prix identifier eau et H2O? Fin du premier round.
Deuxième round: Cest lété, il fait très chaud et les enfants sagitent. Pour les calmer, les parents demandent aux enfants sils veulent une glace. Les yeux des gosses brillent et sallument à lidée de déguster cette forme deau très rafraîchissante. Mais très vite cest langoisse. Quel parfum choisir? Les physiciens sont comme les gosses. Dès que lon évoque la chose H2O cest la même angoisse viscérale qui se manifeste: quel isotopologue choisir? En effet, depuis 1913 on sait que chaque élément du tableau périodique de Mendeleev (qui a fait lobjet dune chanson célèbre) existe sous plusieurs 16 1718 parfums» appelésisotopes. Comme il y a trois parfums» pour loxygène (O, Oet O) 1 23 et trois parfums» pour lhydrogène (hydrogèneH, deutériumH et tritiumH), cela fait un total de 9 parfums différents pour la molécule deau isolée.Mais ce nest pas tout. Il faut encore tenir compte du fait que les atomes se comportent comme de petites toupies qui possèdent un spin. Les atomes dhydrogène pouvant être soit des toupies qui tournent à droite, soit des toupies qui tournent à gauche (on parle alors de spin 1/2), il existedeux formes deau dites ortho» et para». Si les spins des deux atomes dhydrogène tournent dans le même sens on parle deau ortho», tandis que si le spin de latome dhydrogène de gauche tourne en sens inverse de celui de droite et réciproquement, on parle deau para». Il existeune petite vidéo illustrant cette variété isotopiqueque lon peut trouver dans toute forme deau. Comme la différentiation entre les isomères de spin de leaureste possible même à létat liquide, il en découle que leau liquide, tout comme leau gazeuse doit être vue comme un mélange de deux substances ayant des propriétés physiques, spectroscopiques, chimiques, thermodynamiques ou cinétiques sensiblementdifférentes. Il a dailleurs été démontré quune séparation des isomères était possible, soit par adsorption sur une surface en raison des champs électriques très inhomogènes qui y règnent, soit paraction dun champ magnétique.
Troisième round: Il y a une certaine perversité à vouloir définir une chose, H2O, à partir de ce quelle nest pas: un mélange de deux parts dhydrogène pour une part doxygène. Cest aller tout droit dans le mur. Prenons un autre exemple, peut être plus parlant. Chimiquement, le sel de table est un mélange dune part de sodium avec une part de chlore. Or, le sodium senamme à lair libre et le chlore est un gaz jaunâtre âcre et piquant. Votre bouche senamme-t-elle et toussez-vous dès que vous mangez du sel? Non bien sûr. Donc le sel, bien que fait datomes de sodium et datomes de chlore, na rien à voir avec ces deux substances, cest tout simplement du sel et rien dautre. Pour leau, cest pareil, il y a bien de lhydrogène et de loxygène dans leau mais cela na rien à voir avec les deux gaz qui portent exactement le même nom. Tout ceci a bien sûr à voir avecla
physique quantiquequi nous apprend quun objet quantique est une unité et ne peut être découpé en morceaux que par la pensée. Les morceaux existent dans votre tête mais aucunement dans le monde réel tangible qui lui ne révèle que lunité de la chose: leau et rien dautre. Comme nous le dit D. H. Lawrence, il existe donc bien un troisième constituant de leau qui nest ni de lhydrogène, ni de loxygène, que personne ne connaît et qui pourtant fait de leau ce quelle est. Il a fallu pas mal de temps à la science pour mettre le doigt sur cette troisième chose qui transmutent deux gaz, lun combustible et lautre comburant, en un liquide qui mouille et qui désaltère,à savoir le vide. Quoi le vide, cette absence de matière et de rayonnement? Oui, carla topologie oula physique quantique nous apprennent quil y a une différence fondamentale entrevide et néant. Pire, il peut être démontré scientifiquement dans le cadre de la gravitation quantique quevide (espace-temps) et matière sont fait dune même chose. Dans ces conditions, le vide sert tout simplement de colle» entre les molécules deau. Plus exactement il existe un perpétuel jeu de football entre le vide qui joue le rôle de terrain de jeu et darbitre, les molécules deau qui sont les joueurs et les photons qui jouent de rôle de ballons. Techniquement parlant, cette colle» sappelle la liaison hydrogène», qui traduit en fait ce jeu subtil et perpétuel impliquant, vide, lumière et matière. De plus cette colle est doublement dynamique: en premier lieu suite à léchange de lumière qui est du mouvement pur, et en second lieu grâce aux incessants échangesde proton dont le temps 12 de résidence sur une molécule est dune picoseconde (10secondes),Cest la raison pour laquelle on retrouve cette colle non seulement dans leau liquide, mais également dans un grand nombre de molécules biologiques (ADN, ARN, protéines, sucres) fondamentales pour la vie. Comme eau et bio-polymères utilisent exactement la même colle, il nest pas faux de dire que leau cest la vie».
La vérité révélée
Bon avec tout ça, je suis sûr que vous brûlez denvie de voir comment, si les scientifiques étaient sérieux et cohérents, il intégreraient toutes les données disponibles acquises pendant des années de labeur théorique et expérimental sur leau liquide, celle qui mouille, désaltère et donne la vie. Prêt? Alors, voici le résultat:
Oui, on est très loin de H2O ou de achedeuzo»... Récapitulons: H pour lhydrogène, D pour le deutérium, T pour le tritium et O pour loxygène avec 3 chiffres 16,17 ou 18 indiquant à quel isotopologue on a affaire. Ensuite les èches sont pour indiquer létat de spin des atomes H, D ou T (eau ortho ou para). Les points ‘. cest pour le vide physique différent du néant. La lettre grecqueγpour la colle entre les molécules deau tandis cest que la lettreγ cest pour la colle entre les différents types datomes. Enfin, la charge ‘+ + ‘( ion hydronium H3apparaît dès quun atome doxygène est entouré de trois collesO )γet dun seule colleγ, tandis que la charge ‘- si ce même atome doxygène est entouré de -trois collesγune seule colle etγ). Ces deux ions sont toujours en (ion hydroxyde OH
quantité égales dans leau pure et sil y a un déséquilibre, on parle de milieu acide» (excès+ -en ions H3). Il faut cependant bien avoir conscienceO ) ou basique» (déficit en ions OH que dès que ceci se produit, la chose que lon manipule nest de leau mais autre chose que lon appelle acide» ou base». Techniquement parlant ce dessin représente une image figée ce que lon appelle un domaine de cohérence» qui peut contenir plusieurs millions de molécules deau alors quil y en a à peine 17 de représentées. Une pico-seconde plus tard tout a bougé, le domaine sest déformé mais la cohérence elle est toujours là. La meilleure image que lon puisse donner dun domaine de cohérence est celle dun banc de poissons ou dune nuée doiseaux,comme le montre cette vidéo. Comme on la dit au début de ce document, il y a dans 18 g deau autant de molécules H2O que détoiles dans tout lunivers. Admettons quun domaine de cohérence contienne 1 million de molécules H2O. Cela signifie alors que dans 18 g deau on trouve environ 10 millions de milliards de domaines de cohérence. Du mal à visualiser ce chiffre? Alors songez, que cela correspond à peu près au nombre de bactéries que véhicule un corps humain, où si vous préférez à 10 fois le nombre total de toutes vos cellules réunies! Ou encore, si lon assimile lœil humain à un appareil photo, au nombre de pixels que vous verrez durant toute votre vie humaine... Tout ça tient dans 18 g de cette substance que certains scientifiques osentencore appeler H2O et que le grand public prononce achedeuzo» sans trop savoir pourquoi. Heureusement maintenant vous savez que ce que lon appelle eau» est quelque chose de trop complexe pour être représenté par une formule chimique, où alors il faudrait de dizaines de milliers de pages pour représenter la formule correspondant à un seul domaine de cohérence. Il est donc temps de faire exploser la formule H2O comme Rodolphe Forget la bien montré dansson célèbre clip Britanicum. Bienvenue dans le véritable monde de leau...