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des saleuses
Comme d’habitude quand il fait froid et qu’il gèle dehors, la DDE balance du sel sur les routes pour prévenir la formation de verglas ou la tenue de la neige.

Il y a deux questions qui viennent à l’esprit :

  • pourquoi du sel et pas autre chose ?
  • comment le sel arrive-t-il a fondre la glace ou maintenir l’eau liquide ?

Et dont voici les réponses.

Pourquoi utilise-t-on du sel ?

Réponse courte : parce que ce n’est pas cher.

Comme vous allez le voir ci-dessous, l’action du sel sur la glace et sur l’eau provient du fait qu’elle se dissout. On aurait très bien pu utiliser n’importe quoi d’autre pour ça : du sucre, de la soude, du savon, un acide quelconque… Le choix du sel est ici purement un choix économique et pratique. Le sel est abondant partout sur Terre et c’est un produit bon marché.

Le sel a quelques inconvénients tout de même, et d’autres idées existent pour s’en passer.

Déjà, une fois l’hiver passé, le sel ne reste pas sur la route. Il se retrouve dans l’eau, s’infiltre dans le sol et ceci n’est pas une bonne chose pour l’environnement. Bien-sûr, la majeure partie du sel finit dans les rivières, puis les fleuves et retourne dans les océans. Mais entre temps, le sel agit sur le vivant et pas tellement dans le bon sens du terme (c’est principalement le chlore du sel qui n’est pas très bon).

Ensuite, le sel oxyde la carrosseries métallique des voitures. Si l’acier rouille en présence d’humidité et d’air, cette oxydation est très largement accélérée en présence de sel (essayez un clou en fer dans un verre d’eau salé et un autre dans un verre d’eau) !
D’ailleurs, les bateaux sont protégés de ça par des pastilles de zinc ou magnésium, appelés « anodes sacrificielles » qui se corrodent au contact du sel et de l’eau : c’est alors la pastille qui se corrode plutôt que le navire.

Pour toutes ces raisons, certains pays comme la Suisse étudient la possibilité d’employer du sucre à la place du sel.

Aussi, en plus du sel « de table », le chlorure de sodium, on utilise déjà parfois d’autres types de sels : chlorure de calcium, chlorure de potassium, acétate de potassium… Tous fonctionnent, avec un degré d’efficacité et des températures d’utilisation qui varie, mais le principe physico-chimique est identique à chaque fois, et c’est l’objet de ce qui suit.

Comment le sel fond t-il le verglas ?

En fait, le sel ne fond pas la glace en le réchauffant comme on pourrait le penser : quand vous versez du sel dans un verre d’eau, le contenu du verre se refroidit. D’après un simple test rapide, de l’eau à 22 °C dans lequel je verse quelques cuillères de sel finit à une température de 15 °C. Et il se passe la même chose quand on verre du sel sur un tas de glaçons : si la glace sort du compartiment à glace (typiquement à −4 °C), l’ajout de sel permet de descendre à −10 °C assez rapidement. Si vous essayez avec du nitrate d’ammonium, le refroidissement sera encore plus spectaculaire.

Alors que se passe-t-il ?

De même que pour l’évaporation qui permet aux océans de produire des nuages sans bouillir simplement parce que des molécules d’eau liquide se détachent de la surface pour aller dans l’air, dans le cas de la glace, quand il fait froid, des molécules d’eau viennent se coller une à une à la glace, mais il y a aussi des molécules d’eau de la glace qui retournent dans l’eau liquide.

À la température de fusion de l’eau (0 °C), l’équilibre est parfait entre ces deux flux : dans un récipient isolé contenant de l’eau et de la glace, le système évoluera, puisque certaines molécules changent de phase, mais les quantités de glace et d’eau ne varient pas.
Si la température baisse, alors le flux de molécules d’eau qui vont de l’eau vers la glace l’emporte : la formation de glace devient plus importante. Il reste toujours (et c’est important ici) une toute petite pellicule d’eau liquide à la surface de la glace car ce sont les molécules qui passent de la glace vers l’eau (c’est ce qui rend la glace si glissante).

Lorsque l’on vient ajouter sur sel sur de la glace, ce dernier se dissout dans cette pellicule d’eau liquide. Du sel vient se retrouver à l’interface eau-glace et cela va déplacer l’équilibre entre les deux flux de molécules d’eau : le flux de molécules d’eau qui vont de la glace vers le liquide est à nouveau le plus rapide.
Résultat : la glace redevient liquide ! Et ceci, même lorsque la température est en dessous de 0 °C, y compris en tenant compte du fait que la dissolution du sel a pour effet de refroidir l’eau.

Le chlorure de sodium permet ainsi de garder l’eau liquide jusqu’à environ −21 °C. Cette température correspond alors au point de cristallisation du sel : le sel quitte l’eau et forme des cristaux. Il ne participe alors plus à ralentir la solidification de l’eau, et l’ensemble reste en équilibre : le nouveau point de fusion de l’eau saturée en sel est de −21 °C. On parle alors de « température eutectique » : quand on a à faire à deux produits — le sel et l’eau, l’un dissout dans l’autre – qui cristallisent chacun de leur côté alors qu’ils forment normalement un produit homogène.

À cette température eutectique, la température est trop basse pour maintenir l’action du sel : le flux de molécules d’eau fondante ne compense plus le flux de molécules d’eau se solidifiant, et elle finit par geler.

Quand de telles conditions météorologiques se présentent, les autorités peuvent utiliser autre chose que du sel de table, comme du chlorure de magnésium (dont la température eutectique est de −33 °C), du chlorure de calcium (−51 °C) ou bien une mixture de ces différents sels (dont le choix des proportions dépend alors de la météo et des coûts).

Liens et références

Sources des informations :

Liens supplémentaires :

image d’en-tête de Highways England

3 commentaires

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Juju a dit :

Intéressant de connaitre les véritables processus et du coup de pouvoir raffraichir rapidement une bouteille de champagne tiède.
Une coquille à corriger au 3° paragraphe de "Alors que se passe-t-il ?"

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Alex a dit :

Je voudrais savoir le nom du melange eau+sel qui fait baisser la température de liquefaction.
Si vous pouvez me donner le nom de ce melange.
Merci d'avance.

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Le Hollandais Volant a dit :

@Alex : (j’ai déplacé ton commentaire ici)

Le mot que tu cherches c’est la saumure.
Par définition, on appelle « saumure » de l’eau qui est plus salée que l’eau de mer.

On a ainsi dans l’ordre :
– eau douce
– eau saumatre
– eau de mer
– saumure.

Voir cet article : https://fr.wikipedia.org/wiki/Saumure


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