Au fait, saviez-vous pourquoi la glace est glissante ?
Finis les vieux cours de physique qui nous parlaient de pression et de frottement pour expliquer pourquoi on glisse sur la glace. Une équipe allemande vient de réécrire les lois de l’adhérence hivernale grâce à des simulations moléculaires d’une précision chirurgicale. Leur conclusion ? Ce n’est ni la chaleur de votre semelle, ni la pression de votre poids qui provoque la fine couche d’eau responsable des gamelles sur les trottoirs verglacés. Ce sont des dipôles moléculaires, des minuscules déséquilibres de charges électriques, invisibles à l’œil nu… mais redoutablement efficaces pour désorganiser un cristal de glace.
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200 ans que les scientifiques se trompent sur le “pourquoi du comment la glace glisse”
Il faut remonter au XIXe siècle pour comprendre la racine de l’erreur. Un certain James Thompson, frère du célèbre Lord Kelvin, avait avancé que la pression exercée par un objet (comme un patin ou une chaussure) faisait fondre localement la glace en abaissant son point de fusion. Avec le temps, cette hypothèse a été étoffée avec le rôle du frottement, censé apporter de la chaleur au contact.
Deux siècles plus tard, Martin Müser, professeur en simulation des matériaux à l’Université de la Sarre, remet tout à plat. Avec ses collègues Achraf Atila et Sergey Sukhomlinov, ils ont montré que la réalité se joue ailleurs. Les vrais coupables, ce sont les dipôles moléculaires.
C’est quoi un dipôle ?
Prenons une molécule d’eau. L’oxygène attire davantage les électrons que l’hydrogène, ce qui crée un déséquilibre électrique : un côté est légèrement négatif, l’autre légèrement positif. Cette polarité est ce qu’on appelle un dipôle. Quand deux matériaux contenant des dipôles se touchent, leurs charges se réorientent mutuellement, un peu comme des aimants essayant de s’aligner.
Quand vous posez le pied sur la glace, les dipôles de votre semelle interagissent avec ceux du cristal de glace. Ce n’est pas visible, mais le réseau cristallin s’effondre localement. En quelques milliardièmes de seconde, la surface se liquéfie, non par fusion thermique, mais par désordre structurel provoqué électriquement.
Des simulations qui déstabilisent la physique
Pour démontrer cette théorie, l’équipe a utilisé des modélisations informatiques très fines. Leurs calculs ont révélé qu’à l’échelle nanométrique, les forces dipôle-dipôle créent ce qu’on appelle en physique une “frustration”. Autrement dit, les molécules ne savent plus dans quelle position se stabiliser, ce qui empêche la glace de rester solide à sa surface.
On assiste alors à la formation d’un film quasi liquide, très mince, presque imperceptible, mais suffisant pour réduire l’adhérence.Ce phénomène ne dépend ni de la pression exercée, ni de la température exacte de surface.
Même à –40 °C, on peut glisser
Ce qui est encore plus surprenant, c’est que ce film lubrifiant se forme même à des températures extrêmes, proches du zéro absolu. Jusqu’ici, on pensait que skier à –40 °C devenait impossible, car trop froid pour générer une couche d’eau. Ce postulat vole lui aussi en éclats.
Martin Müser explique que même à ces températures, les dipôles continuent d’agir. Le film qui se forme alors est plus visqueux que du miel, presque immobile, mais bien réel. Techniquement, il y a encore une couche “liquide” entre le ski et la glace. Elle est juste trop épaisse et lente pour assurer la glisse. Donc oui, on peut glisser à –40 °C, mais moins bien.
Des implications au-delà du trottoir
Cette découverte pourrait transformer la conception des équipements d’hiver : chaussures, pneus neige, patins ou même robots mobiles évoluant sur sol glacé. Plutôt que de se concentrer uniquement sur l’adhérence mécanique ou la résistance thermique, on pourrait travailler à neutraliser ou détourner ces interactions dipolaires.
L’étude apporte aussi une pierre majeure à l’édifice de la science des interfaces, c’est-à-dire là où deux états de matière se rencontrent, comme l’eau et la glace, ou le métal et la peau. Ces zones de contact, longtemps négligées, sont aujourd’hui au cœur des recherches en physique, en chimie et en ingénierie.
Source :
Cold Self-Lubrication of Sliding Ice (en français : “Auto-lubrification à froid de la glace en glissement”)
Achraf Atila, Sergey V. Sukhomlinov, etMartin H. Müser
Phys. Rev. Lett. 135, 066204 – Publié le 7 aout 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/1plj-7p4z
