Des chercheurs sud-coréens de l’Institut KRISS viennent de réaliser une première mondiale : observer la congélation de l’eau sous une pression deux fois supérieure à celle nécessaire pour former de la glace normalement, et ce à température ambiante. Grâce à un équipement ultra-performant, ils ont identifié une toute nouvelle forme de glace, baptisée glace XXI, la 21ᵉ phase cristalline de l’eau jamais répertoriée. Publiée en octobre 2025 dans Nature Materials, la découverte ouvre des pistes nouvelles pour comprendre les planètes lointaines et développer de nouveaux matériaux.
Quand l’eau gèle… à température ambiante
On pense souvent que l’eau ne peut geler qu’en dessous de 0 °C, mais la réalité s’avère plus surprenante . Sous une pression suffisamment forte, l’eau peut se transformer en glace même à température ambiante ou au-delà du point d’ébullition. Au-delà de 0,96 gigapascal, soit environ 9 500 fois la pression atmosphérique normale, l’eau devient de la glace VI, l’une des vingt formes cristallines connues jusqu’à présent. La zone entre la pression normale et 2 gigapascals concentre plus de dix types différents de glace, ce qui en fait le territoire le plus complexe à étudier .
Un instrument révolutionnaire pour capturer l’impossible
L’équipe internationale de 33 scientifiques, dirigée par le Dr Geun Woo Lee du KRISS, a utilisé une cellule à enclume de diamant dynamique (dDAC) développée spécialement pour l’expérience. Contrairement aux instruments classiques qui compriment lentement l’eau en resserrant des boulons, la dDAC du KRISS comprime l’eau en seulement 10 millisecondes au lieu de plusieurs dizaines de secondes, tout en évitant les perturbations mécaniques. Combinée au laser à électrons libres à rayons X européen XFEL, la technologie a permis de filmer le processus de cristallisation avec une précision de l’ordre de la microseconde.
Une structure unique aux applications cosmiques
La glace XXI possède une cellule unitaire, la plus petite brique qui se répète dans le cristal, particulièrement grande et complexe par rapport aux autres glaces connues. Sa forme rectangulaire aplatie, avec deux bords de base de longueur égale, intrigue les scientifiques. Les docteurs Jin Kyun Kim, Yong-Jae Kim et Yun-Hee Lee, co-premiers auteurs, ainsi que Minju Kim, Yong Chan Cho et Geun Woo Lee, auteur correspondant, ont contribué à identifier la structure et les voies de cristallisation.
La densité de la glace XXI correspond à celle que l’on retrouve dans les profondeurs des lunes glacées de Jupiter et de Saturne.
« Cette découverte pourrait fournir de nouveaux indices pour explorer les origines de la vie dans des conditions extrêmes dans l’espace » précise le Dr Yun-Hee Lee.
Le Dr Geun Woo Lee ajoute : « En combinant notre technologie dDAC développée en interne avec le XFEL, nous avons pu capturer des moments fugaces qui étaient inaccessibles avec les instruments conventionnels. La poursuite de la recherche sur les environnements à pression ultrahautée et d’autres conditions extrêmes ouvrira de nouvelles frontières scientifiques ».
Au-delà de l’exploration spatiale, comprendre comment l’eau se transforme sous pression extrême pourrait permettre de créer des matériaux totalement inédits sur Terre, ouvrant la voie à des applications technologiques insoupçonnées.
Article : « Multiple freezing-melting pathways of high-density ice through ice XXI phase at room temperature » – DOI : 10.1038/s41563-025-02364-x
Source : KRISS
