20 janvier 2021 — Depuis la nuit des temps des chercheurs veulent découvrir le mystère des flocons de neige. Quelle est leur nature ? Pourquoi possèdent-ils toujours six branches, avec une apparence très diverse? C’est aussi une question de mathématiques: les flocons présentent en effet une symétrie hexagonale! Des chercheurs viennent de montrer que de minuscules cristaux de glace se développent en raison de l’interaction dynamique entre les phases gazeuse, liquide et solide qui existent simultanément. Les résultats de ces recherches ont été publiés dans un article de la revue Nature Communications. On trouve les premières représentations des flocons de neige au XVIe siècle. Olof Månsson était un religieux suédois. En visite à Rome, il découvre que les gens du Nord y sont considérés comme des barbares! Vexé, il entreprend alors de montrer toute l’étendue de la culture nordique à travers un livre richement illustré, Historia de gentibus septentrionalibus, dans lequel on retrouve les premières illustrations à six branches des flocons de neige.
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UNE MODÉLISATION DES FLOCONS DE NEIGES
Les physiciens ont construit un modèle pour la formation de ces cristaux et ont compris comment ils acquièrent leur forme et de quoi elle dépend. Les flocons de neige sont connus pour leur forme unique, et ils sont formés par la cristallisation de la vapeur d’eau de l’air à basse température. En fonction de l’humidité et de la température, les flocons de neige peuvent prendre différentes formes. Il existe 40 formes de ces cristaux, mais jusqu’à présent, on ne savait pas comment leur formation se produisait. Les auteurs de la nouvelle étude, rapportée par Phys.org, ont modélisé les flocons de neige et découvert plusieurs détails qui sont jusqu’à présent restés inconnus. Dans leur modèle informatique, les physiciens ont pris en compte un détail important – une couche microscopique d’eau qui se forme sur un cristal de glace en même temps qu’une phase gazeuse. Selon les auteurs, le transfert de matière entre les différentes étapes n’a pas encore été complètement étudié, cependant, la prise en compte de la formation d’une couche de surface liquide a permis de rendre le modèle de la création des flocons de neige plus précis. Les auteurs ont modélisé la croissance des cristaux dans diverses conditions et identifié plusieurs modèles dans les types de structures qui se forment et évoluent au cours de leur développement. La forme des cristaux de glace est dictée par la vitesse de progression des différentes faces cristallines. À faible humidité, le flocon de neige se développe principalement en raison des molécules de vapeur s’agitant à l’intérieur. Si l’humidité est suffisamment élevée, la croissance se produit principalement à partir d’un film épais de la couche de surface liquide par le même mécanisme que la glace se forme à la surface de l’eau.
François Deymier (rédaction btlv.fr)
