Nous savons déjà que la plupart des gens ont une idée fausse de la structure de l'eau (voir blog précédent). Dans ce blog, nous montrons que même les spécialistes ont du mal à s'y retrouver. Il existe des dizaines de modèles scientifiques sur la structure de l'eau, mais aucun ne semble avoir été retenu. Est-ce un problème? Est-il mauvais qu'il y ait encore des angles morts dans notre compréhension scientifique de la nature ? Pas en soi bien sûr. La science a ses limites et ce sont ces limites qui interpellent les chercheurs. Les angles morts sont simplement une partie nécessaire de l'évolution scientifique. Mais n'est-il pas étrange que presque personne ne soit conscient de cette lacune dans nos connaissances ?
L'eau est la molécule la plus abondante sur Terre. Elle détermine notre climat et la gestion énergétique de notre planète. C'est une partie essentielle de la plupart des êtres vivants et a un impact énorme sur notre santé. C'est l'un de nos meilleurs solvants permettant une grande variété de réactions chimiques. L'eau est le produit de la combustion de l'hydrogène, le carburant du futur. Il a près de 100 anomalies, qui sont des propriétés qui diffèrent d'autres substances similaires. Le fait que la glace flotte sur l'eau est l'anomalie la plus connue. L'eau a également la plus grande capacité calorifique de tous les liquides. En conséquence, les scientifiques savent que les mouvements des molécules d'eau sont très complexes (ou ont de nombreux degrés de liberté). C'est ce mouvement complexe que nous avons du mal à saisir. Nous prétendons tout savoir sur l'eau, mais nous n'en saisissons pas encore l'essence. En conséquence, il est fort probable que le véritable potentiel de l'eau nous échappe complètement.
Revenons à la question principale :Pourquoi même les spécialistes n'ont-ils pas encore de modèle clair pour la structure de l'eau ? Je te donnerai mon avis à l'avance. Ils se perdent dans les détails, ce qui fait disparaître la simplicité de leurs modèles.
Les scientifiques adorent les modèles microscopiques. Ceux-ci fournissent une description à micro-échelle de ce à quoi ressemble notre monde macroscopique et expliquent les propriétés macroscopiques de l'eau. Nous savons du blog précédent que dans un bon modèle d'eau
la majorité des molécules d'eau sont reliées par des liaisons hydrogène (la chaleur de fusion de la glace est bien inférieure à la chaleur de sublimation de la glace),
les molécules d'eau sont en moyenne plus rapprochées que dans la glace (la glace flotte sur l'eau), et
seule une fraction limitée des molécules d'eau est mobile (pour expliquer la fluidité).
Le modèle du manuel moyen, avec des molécules d'eau en mouvement libre, entre en conflit avec 1 et nous devrions l'oublier dès que possible. Heureusement, les spécialistes de l'eau en sont conscients et tous les modèles d'eau partent d'une présence dominante de liaisons hydrogène.
Nous avons passé plus de 100 ans à chercher un bon modèle microscopique (les premiers modèles sont attribués à Whiting (1884) et Rontgen (1892)) et entre-temps des dizaines de variantes du modèle original ont vu le jour. Un aperçu chronologique de la majorité de ces modèles se trouve sur le site de Martin Chaplin (un exploit).
À l'heure actuelle, les modèles les plus populaires sont les modèles mixtes. On suppose que l'eau se compose de 2 phases ou plus qui se transforment très rapidement (dans certains modèles en picosecondes) l'une dans l'autre. Il y a toujours une phase avec une densité plus élevée (avec plus de liaisons hydrogène rompues) et une phase avec une densité plus faible (avec moins de liaisons hydrogène rompues). La fluidité est également incluse dans ces modèles, soit dans la nature des phases (dans le modèle le plus populaire à l'heure actuelle, les deux phases sont liquides) ou dans la transition rapide entre les phases (ce qui permet aux molécules d'eau de se déplacer rapidement localement).
Tous les modèles de mélange existants expliquent les trois propriétés macroscopiques décrites ci-dessus, mais il reste encore plusieurs dizaines d'anomalies à expliquer. Il n'existe pas de modèle unique capable de les gérer tous. Un modèle explique déjà des propriétés plus étranges que l'autre. Pour l'instant, il n'y a pas de réelle valeur aberrante. Il est frappant de constater que si les modèles originaux étaient encore de nature assez simple et étaient décrits avec quelques équations mathématiques, les modèles récents deviennent de plus en plus complexes et reposent entièrement sur des simulations informatiques. Il semble que plus vous voulez expliquer d'anomalies, plus vous devez rendre le modèle de mélange complexe.
Nous remplaçons donc le comportement complexe de l'eau par un modèle complexe. La question est de savoir si nous faisons un pas de plus. Si nous voulons vraiment comprendre comment l'eau joue un rôle dans les cellules ou comment elle interagit avec les champs électromagnétiques, nous avons besoin d'un modèle d'eau simple. De préférence, ce modèle est décrit avec des équations mathématiques simples et permet de visualiser clairement la structure de l'eau. Les modèles de mélange n'offrent pas beaucoup de recul ici. Un mélange hétérogène est difficile à décrire mathématiquement car de nombreux paramètres jouent un rôle. Quelle est la taille des différents clusters de phases ? Quelle est leur forme ? Que se passe-t-il exactement à la surface de contact entre les amas de phases ? Ces grappes s'emboîtent-elles parfaitement ou y a-t-il des lacunes dans la structure? Comment tout cela fonctionne-t-il en fonction de la température et de la pression ? ... De plus, le modèle le plus récent et le plus populaire (que l'eau est composée de deux liquides) se concentre sur des anomalies qui, à mon avis, sont totalement sans importance (je vais certainement écrire un blog à ce sujet).
Ces dernières années, j'ai relevé le défi de développer un modèle analytique simple pour l'eau. Pour cela je me suis inspiré d'un modèle ancien (des années 1960) dans lequel la structure de l'eau est abordée de manière homogène. J'ai pu améliorer considérablement ce modèle et j'ai pu expliquer les principales propriétés électromagnétiques de l'eau (et les anomalies associées) de manière cohérente et simple. Les résultats ont récemment été consignés dans plusieurs prépublications. Le monde scientifique n'a pas encore donné son aval à ce modèle (les prépublications seront envoyées à un magazine début octobre).
Dans les mois à venir, je vous présenterai les images les plus fortes de mon modèle et vous pourrez les juger pour leur utilité. Vous pourrez également suivre au premier rang comment le monde scientifique réagit à une nouvelle approche de l'histoire de l'eau.
