Les propriétés physiques de la glace

Objectifs

Les expériences suivantes ont pour objectif de mettre en évidence certaines propriétés étonnantes de l'eau à l'état solide, ces propriétés ayant des conséquences dans le déroulement de phénomènes naturels tels que l'écoulement des glaciers, l'évolution d'un manteau neigeux…

Matériel nécessaire

• Table,
• supports de bois,
• serre-joints,
• isolant,
• sandows,
• marteau,
• masses (1, 2, 5 kg),
• fil de cuivre,
• récipient perforé,
• glace pilée,
• pain de glace. 

Le bloc de glace est posé sur deux supports de bois maintenus par des serre-joints sur le bord d'une table. Un fil métallique, en isolant thermique, (fil de cuivre de 1 à 2 mm de diamètre) est tendu à l'aide de deux charges (masses de 2 kg). Les conditions de température modifient notablement la durée de l'expérience. Compter au moins une heure pour que le fil ait traversé le bloc de glace de dimensions indiquées sur le schéma et avec des masses de 2 kg, dans une pièce à température ordinaire.
Cette expérience met en évidence le phénomène de fusion de la glace par pression.

De la glace pilée est versée dans un récipient perforé, couverte d'un petit morceau de bois, puis soumise à une pression, soit à l'aide d'un serre-joint (B), soit à l'aide d'une charge (B').
Le phénomène de fusion par pression observé précédemment a ici pour conséquence de transformer les glaçons séparés en un ensemble unique. C'est ainsi que l'on confectionne des boules de neige…

Quelques coups de marteau sur un bloc de glace montrent que ce solide est cassant (ci-dessus).

On peut également mettre en évidence la plasticité de la glace en réalisant l'expérience illustrée ci-dessous.

Un grand pain de glace est immobilisé sur le bord d'une table à l'aide d'un dispositif élastique et on le laisse déborder de la table au maximum. Sous l'effet de son poids, le bloc de glace allongé s'incurve progressivement.

 
Ci-dessus : pain de glace (© Yves Corboz)