Les cristaux de glace

[bjorn]

Pour préciser ma pensée. 

J'ai remarqué que ces rosettes étaient visibles sur les bords de routes qui avaient été salées. Ailleurs, on avait les cristaux de givres en baguette. Il est donc possible que la présence des ions sont responsables de ce type de cristallisation car ils exercent une contrainte ralentissant la cristallisation de l'eau.

[elasmo]

Citation

que la présence des ions sont responsables de ce type de cristallisation car ils exercent une contrainte ralentissant la cristallisation de l'eau

 

Merci cela me semble être une bonne piste 

[phoscorite]

Il y a 2 heures, bjorn a dit :

la présence des ions sont responsables de ce type de cristallisation car ils exercent une contrainte ralentissant la cristallisation de l'eau

Vous voulez dire que le point de congélation de l'eau est abaissé ?

Dans ce type de problème, il faut faire la part de ce qui est imputable à la thermodynamique (la température d'équilibre eau / glace est-elle modifiée ?) et de ce qui est imputable à la cinétique : est-on loin de l'équilibre ? quel type de nucléation est possible ? sur quel substrat ? est-ce que la condensation capillaire fournit un précurseur ? Difficile à démêler sans connaitre les conditions de cristallisation précisément ...

Ça reste une observation très intéressante, sans parler de la qualité des photos.

[elasmo]

Citation

Dans ce type de problème, il faut faire la part de ce qui est imputable à la thermodynamique (la température d'équilibre eau / glace est-elle modifiée ?) et de ce qui est imputable à la cinétique : est-on loin de l'équilibre ? quel type de nucléation est possible ? sur quel

 

Je ne sais pas qui vous êtes, mais j'ai un grand plaisir à vous lire, on voit bien que vous êtes quelqu'un que j'aurais plaisir à écouter pendant des heures, pas de fausse modestie je pense que vous faites partie du top 5 des intervenants de haute qualité du forum.

[phoscorite]

Merci @elasmo . J'ai juste eu la chance de faire de la recherche, d'abord en géologie minière, puis sur le tard je suis passé au génie chimique, pour fabriquer des cristaux, en général dans le but de purifier / recycler des fluides usés. D’où mon intérêt pour tous les mécanismes de nucléation / croissance cristalline et pour le remplacement d'un solide par un autre (la pseudomorphose).

[bjorn]

Le 27/03/2026 à 18:23, phoscorite a dit :

Vous voulez dire que le point de congélation de l'eau est abaissé ?

Dans ce type de problème, il faut faire la part de ce qui est imputable à la thermodynamique (la température d'équilibre eau / glace est-elle modifiée ?) et de ce qui est imputable à la cinétique : est-on loin de l'équilibre ? quel type de nucléation est possible ? sur quel substrat ? est-ce que la condensation capillaire fournit un précurseur ? Difficile à démêler sans connaitre les conditions de cristallisation précisément ...

Ça reste une observation très intéressante, sans parler de la qualité des photos.

bonjour.

Oui en effet le point de congélation de l'eau est abaissé. C'est pour cela que l'on met du sel. 

Pour le reste, c'est difficile à démêler en effet.

Pour le support, j'ai remarqué que les cristaux en rosettes se formaient sur le même support que les cristaux en fibre (ici c'était la chaussée ou des feuilles mortes).

C'est amusant cette histoire de substrat, car ces cristaux ci-dessous étaient sur des galets, dans un bras asséché d'une rivière:

 

 

Si je ne dis pas de bêtises, en gros avec d'infimes variations : des températures extérieures, des conditions de pressions et de l'humidité, on obtient des cristaux très différents. La présence de sel venant apporter de nouvelles contraintes à la croissance du cristal. Il me reste à multiplier les observations.

Et si je faisais ces observations avec mon congélateur? Je me demande si c'est possible d'obtenir autre chose que des baguettes de givre dans un congélot, en laissant passer un léger filet d'air ou en l'ouvrant régulièrement.

Merci pour vos remarques.

 

[phoscorite]

Il y a 16 heures, bjorn a dit :

Et si je faisais ces observations avec mon congélateur? Je me demande si c'est possible d'obtenir autre chose que des baguettes de givre dans un congélot, en laissant passer un léger filet d'air ou en l'ouvrant régulièrement.

Pourquoi pas, mais sans vouloir vous décourager de vouloir expérimenter par vous même (respect), le sujet de la morphologie des cristaux de glace est largement débattu dans la littérature. Référence en pièce jointe.

Je n'ai pas creusé cette question mais serais tenté de découper le problème en trois volets : germination primaire, vitesse de croissance et nucléation de surface.

Le substrat joue certainement un rôle dans la formation d'un germe (nucléation hétérogène), ne serait-ce que par le biais des tensions de surface.

Pour le développement d'une forme monocristalline plus ou moins squelettique, c'est plutôt un problème de cinétique, et je soupçonne que c'est l'évacuation plus ou moins facile de la chaleur latente de cristallisation qui conditionne le caractère arborescent du produit (un peu comme dans la solidification des alliages métalliques).

Pour le développement des répliques (l'aspect macro en buisson coaxial ou en oreillettes ou d'autres) il faut chercher du coté de la nucléation de surface (la formation d'un nouveau germe de glace sur la surface d'un cristal en train de grossir) ; là, ça se complique vraiment car il semble que la surface d'un cristal de glace est déjà dans un état thermodynamique un peu bâtard (quasi-liquide) et qu'est elle-même sujette à des changements d'état ; entre autres elle peut devenir rugueuse (à l'échelle nano), ce qui autoriserait la nucléation secondaire a former des tas de germes plus ou moins coaxiaux sur la même surface... Bref, un vrai bazar, qui n'est même pas observable en micro, seulement par interférométrie.

 

AmSci2007.pdf

[bjorn]

merci pour cette réponse super pointue.

Merci aussi pour le document.

L'histoire du congélateur, c'était une blague j'ai pas su le faire remarquer et c'est en référence à ce qu'il se passe dans les rayons des supermarchés.