Une glace qui fait tourner la tête

Dans une étude techniquement très ardue combinant des expériences de diffusion de neutrons sous conditions extrêmes et des simulations moléculaires, l’équipe dirigée par L.E. Bove a observé pour la première fois la glace VII plastique. Cette phase exotique, prédite il y a plus d’une décennie, se forme à des pressions supérieures à 50 000 atmosphères et à des températures dépassant 500 K. Cet état est un hybride entre un liquide et un solide : les molécules d’eau sont disposées dans un réseau cubique dense tout en conservant une liberté de rotation, à l’instar d’un liquide.

Grâce à la diffusion quasi-élastique des neutrons (QENS) menée à l’Institut Laue-Langevin de Grenoble, l’équipe a mis en évidence la nature singulière de cette phase, caractérisée par des rotations sous forme de sauts. Des analyses complémentaires, basées sur des simulations de dynamique moléculaire et des chaînes de Markov, ont permis de confirmer le mécanisme de réorientation des molécules d’eau observé par les neutrons.

Cette découverte a des implications majeures en planétologie, car la plasticité de la glace VII influence les propriétés thermiques et mécaniques des intérieurs planétaires glacés. Elle pourrait notamment expliquer certaines différences clés dans l’évolution des lunes de Jupiter, Ganymède et Callisto, tout en apportant de nouvelles perspectives sur la formation des planètes riches en eau.

https://doi.org/10.1038/s41586-025-08750-4