L'eau métallique ne dure que quelques secondes, et c'est pourtant un grand résultat

Peut-on parler de percée quand on ne peut pas la mettre dans un bocal ? L'eau métallique fait de nouveau la une, et la tentation est de la vendre comme une alchimie moderne: de l'eau transformée en or. Ce n'est pas de l'or, ce n'est pas un produit, et nous doutons qu'elle le devienne un jour. Reste l'une des expériences les plus élégantes de la physique récente, et les deux affirmations peuvent être vraies.

Un résultat de 2021, pas une nouvelle découverte

Comme Science l'a rapporté en juillet 2021, une équipe internationale a publié dans Nature une étude montrant qu'un mince film d'eau pouvait devenir brièvement métallique. La récente couverture italienne ne fait que raconter à nouveau ce travail; il ne s'agit pas d'une découverte fraîche, et les lecteurs doivent le savoir.

La recette, d'après les récits dont nous disposons: un alliage liquide de sodium et de potassium, dans une chambre à vide, exposé à de minuscules quantités de vapeur d'eau. La vapeur s'est condensée en une couche d'environ un dixième de micromètre d'épaisseur, les électrons de l'alliage s'y sont engouffrés et, en quelques secondes, elle a pris une teinte dorée. L'équipe a vérifié le caractère métallique par la réflectivité optique et la spectroscopie de photoélectrons: il ne s'agissait donc pas seulement d'une jolie couleur.

La physique impressionne parce qu'elle se passe de pression

Normalement, pour que l'eau se comporte comme un métal, il faut la comprimer. La pression prévue est de 15 millions d'atmosphères, le genre de conditions que les géophysiciens pensent présentes à l'intérieur de planètes géantes comme Neptune et Uranus, selon inabottle, qui relaie la couverture d'origine. Le coauteur Pavel Jungwirth juge cette pression impossible à atteindre en laboratoire. L'astuce a consisté à se passer de pression et à fournir les électrons par voie chimique.

Ce que nous trouvons le plus élégant, c'est le timing. Le sodium et le potassium réagissent violemment avec l'eau; tout l'enjeu était donc de trouver une fenêtre où les électrons se répandent dans l'eau plus vite que la chimie destructrice ne peut avancer. Le chimiste d'Oxford Edwards, cité dans la couverture italienne, l'a décrit comme un état semi-stationnaire dans lequel la physique de la métallisation l'emporte sur la chimie de la décomposition (notre traduction). C'est un bon résumé: la physique gagne une course contre la chimie, pendant quelques secondes.

Robert Seidel, de l'université Humboldt de Berlin, a affirmé que l'on peut voir la transition de phase à l'œil nu. Jungwirth a qualifié de moment fort de sa carrière le fait de voir l'eau prendre un éclat doré. Les scientifiques ont le droit de s'enthousiasmer, et nous pensons que celui-ci l'a mérité.

Parler de technologie serait la véritable erreur

Il faut ici être direct. Le film dure quelques secondes. Il n'existe que dans une chambre à vide, à très basse pression de vapeur (environ 10⁻⁴ millibar dans le récit dont nous disposons), sur des gouttelettes d'un alliage réactif. On ne peut ni le recueillir, ni le stocker, ni l'utiliser comme un métal ordinaire. La couverture que nous avons examinée n'indique aucune voie vers des applications, et en inventer une serait malhonnête.

Le risque de survente est réel. Les titres sur « l'eau changée en or » laissent croire que quelque chose de bon marché et d'utile est à portée de main. Même les récits les plus enthousiastes concèdent que l'eau ordinaire ne deviendra pas spontanément un métal. Quand un résultat connaît des années plus tard une seconde vie virale sous un titre étincelant, l'écart entre le titre et le contenu ne fait que se creuser.

Ce qu'il offre, c'est une prise de laboratoire sur un état de la matière qui vivait jusque-là surtout dans les modèles et dans les intérieurs planétaires. C'est le bon type de valeur pour la science fondamentale: il transforme une hypothèse en quelque chose de mesurable. Il s'appuie aussi sur des travaux antérieurs de Jungwirth et de son collègue Phil Mason, qui avaient montré en 2020 un comportement similaire avec des métaux alcalins et l'ammoniac.

Célébrez l'expérience, pas le titre « l'eau en or »

Prenez-la pour ce qu'elle est: une démonstration astucieuse et bien vérifiée que l'eau peut être métallique sans pressions planétaires. Ne la rangez pas parmi les technologies de demain. Si vous voyez cette histoire partagée cette semaine comme une « découverte », vérifiez la date: elle remonte à 2021, et son importance ne dépend ni de sa nouveauté ni de son utilité.