Solide ou liquide ? Le statut du verre laisse souvent perplexes ceux qui se penchent sur la question. Une étude publiée par le centre "Glass and Time" de l'Université de Roskilde y apporte une réponse définitive.
Lorsqu'un liquide est refroidi et atteint sa température de fusion, les atomes qui le composent sont censés adopter l'organisation thermodynamiquement la plus stable en se cristallisant. Le verre qui refroidit après avoir été travaillé adopte quant à lui un comportement différent. Sa viscosité augmente en effet considérablement au fur et à mesure que sa température chute, à tel point que lorsqu'il atteint sa température de fusion, les atomes ne sont plus suffisamment libres de leurs mouvements et le verre est incapable de se cristalliser.
En poursuivant le refroidissement, la viscosité continue à augmenter de façon exponentielle jusqu'à atteindre un point où elle rend les mouvements macroscopiques impossibles. En dessous de ce point, caractérisé par une température dite de transition vitreuse, le verre présente à la fois les propriétés d'un solide et la structure atomique désordonnée d'un liquide. Les matériaux qui possèdent cette particularité sont qualifiés d'amorphes.
La question qui divise la communauté scientifique est celle du comportement du verre en dessous de cette température de transition vitreuse. Continue-t-il à couler de façon imperceptible ou est-il strictement solidifié ?
L'énigme des vitraux
Les vitraux très anciens des cathédrales sont plus épais à leur base qu'à leur sommet. On raconte souvent que c'est là la manifestation la plus observable du fait que le verre n'est pas un solide stricto sensu. Au cours des siècles, le verre coulerait lentement conférant cette forme aux vitres anciennes. Il s'agit en fait d'une légende urbaine, ce phénomène étant simplement dû aux procédés de fabrication utilisés à l'époque.
Mais les travaux de l'équipe de Tina Heckser et Albena Nielsen du centre de dynamique des liquides visqueux "Glass and Time" de l'Université de Roskilde promettent un bel avenir à cette théorie fantaisiste et viennent réfuter l'hypothèse la plus communément répandue selon laquelle le verre atteint pour une température finie un temps de relaxation infini (et donc ne coule plus du tout).
L'étude se base sur les observations précises de relations entre température et écoulement des matériaux vitreux publiées par des groupes de recherche internationaux ainsi que sur de nouvelles mesures effectuées par le centre "Glass and Time". Elle conclue que le temps de relaxation du verre ne diverge à aucun moment, ce qui signifie que quelle que soit la température, le verre continue à couler. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature.
Mais rassurez-vous, la boisson que vous sirotez en lisant cet article ne risque pas de se déverser sur votre clavier. A température ambiante, les premières déformations de votre verre ne seront observables que dans quelques centaines de milliards d'années.
