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Pourquoi l’eau bout-elle à 100 degrés ?

Pourquoi l’eau bout-elle à 100 degrés ?

FLÂNEUR DES SCIENCES

Même si on ne fait pas un numéro spécial à chaque fois que l’on fait bouillir l’eau de ses pâtes, on sait bien que l’on est à 100. Cent degrés, bien sûr. La nature est bien faite, tout de même, pour faire geler l’eau à 0 et bouillir à 100. C’est surtout Anders Celsius, savant suédois du XVIIIe siècle, qui avait cette rigueur toute nordique et créa une échelle des températures, qui prendrait comme référence ces deux points où l’eau change d’état (de liquide à solide et de liquide à gazeux). Mais avant lui, c’est Daniel Farenheit qui avait inventé la première échelle des températures (et le premier thermomètre à l’occasion) en prenant des références moins rigoureuses bien qu’étant allemand : le 0 correspondait à la température la plus basse obtenue dans son laboratoire en mélangeant de la glace et du chlorure d’ammonium (– 17, 77 °C) et le 100, à sa température corporelle. Il devait d’ailleurs être un peu fiévreux ce jour-là puisque son 100 correspond à 38 °C. Allez, un suppo et au lit, on a bien travaillé pour la science.

Sauf que les choses ne sont pas si simples : l’eau ne bout à 100 degrés que si elle est pure et à la pression atmosphérique du niveau de la mer. L’ébullition, c’est lorsque les molécules sont tellement excitées par la chaleur qu’elles perdent le contact entre elles et forment de la vapeur. Pour mémoire, toujours avec de l’eau pure, il est inutile de continuer à faire chauffer l’eau à gros bouillons car elle s’évapore mais ne dépasse jamais les 100 degrés.

Changement de pression

Mais les choses changent lorsque la pression change aussi : la pression atmosphérique, c’est le poids que fait peser l’air sur ce qu’il entoure. Plus on monte en altitude, plus elle baisse puisque l’air se raréfie. Les molécules de l’eau perdent donc leur cohérence plus vite puisqu’il y a moins d’air pour « peser » sur elles : résultat, à chaque palier de 300 mètres, l’eau bout à 1 degré de moins. En haut du mont Blanc, elle s’évapore à 85 °C.

Et à 50 kilomètres d’altitude, elle ne peut plus exister à l’état liquide puisque la pression n’est pas suffisante pour maintenir la cohésion des molécules d’eau. Elle passe directement de l’état solide à l’état gazeux, c’est la sublimation et c’est ce qu’il se passe avec l’eau des comètes lorsqu’elles s’approchent du Soleil.

Forcément sublime, mais l’inverse se vérifie aussi. À 3 000 mètres sous l’eau, là où la pression atteint celle de 300 atmosphères, certaines sources d’eau chaude atteignent des températures très supérieures à 100 degrés sans que l’eau soit gazeuse.
C’est le principe de la cocotte-minute : ici, le couvercle accroît la pression et l’eau bout à 120 degrés, ce qui permet de cuire les aliments plus vite. D’où l’intérêt de maintenir la pression pour dépasser le numéro 100. Même si on ne boit pas que de l’eau pour le fêter.

Chronique réalisée en collaboration avec le Mag de Sud Ouest.
http://www.sudouest.fr/lemag/

Crédit photo : Pierre Baudier