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Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

  1. Icemaker

    Date d'inscription
    janvier 2010
    Messages
    10

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    C'est intéressant ça... si je fais bouillir mon eau je suis sûr de la dégazer au maximum!...moi qui croyais que les bulles n'étaient que de la vapeur d'eau !
    J'ai peur que nos machines ne soient pas idéales pour faire cette expérience, car l'eau n'est pas congelée à son premier passage, donc risque de brassage...
    Ou alors après l'avoir fait bouillir, il faudrait que je porte cette eau à une température proche de 0°C, avant de l'injecter directement dans la cuvette de distribution pour éviter au maximum la recirculation.
    Mais avant il faudra faire tourner la machine un bon quart d'heure pour l'amener à température (fonctionnement établi)… à voir !
    Toute fois, comme nous faisons souvent des essais de fonctionnement de ces machines, nous devons jeter une de bonnes quantités de glace dans un bassin de fonte ; il est vrai que lorsque cette glace fond, en voit des bulles remonter.
    On peut dire que Cécile a en partie raison !
    Quand à l'examen de cette glace au microscope : je procède bien un petit microscope mais je ne suis pas sûr qu'il soit bien adapter.
    J'imagine qu'il faut examiner la glace dans une ambiance de température négative ? Quand à la lumière polarisée...
    Je pense qu'un examen approfondi par le centre de recherche en glaciologie serait l'idéal...mais voilà un email il y a quelques semaines et aucune réponse depuis...dommage !

    -----

     


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  2. mach3

    Date d'inscription
    mars 2004
    Localisation
    normandie
    Âge
    35
    Messages
    9 360

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    J'imagine qu'il faut examiner la glace dans une ambiance de température négative ?
    hélas oui, sans parler du fait qu'il faut que la source de lumière du microscope émette peu de chaleur...

    Quand à la lumière polarisée...
    ça peut surement se bricoler avec deux filtres dit "polaroid". L'un placé en amont, après la source et avant l'échantillon l'autre en aval, après l'échantillon (sur l'objectif par exemple).
    Les cristaux réfractent différemment selon la polarisation, du coup selon l'orientation d'un cristal donné et de celle des polaroids, celui-ci passe par différentes couleurs (interférences) et peu même devenir noir quand on passe par un angle précis.
    Cela permet de mettre en évidence les délimitations entre cristaux: ils auront tous une orientation différente, donc une couleur différente. Sans polarisation, ils seront tous blanc (enfin transparent) et il ne sera pas toujours facile de les délimiter.

    Je pense qu'un examen approfondi par le centre de recherche en glaciologie serait l'idéal...mais voilà un email il y a quelques semaines et aucune réponse depuis...dommage !
    oui, ce serait vraiment l'idéal... y a t'il un glaciologue dans la salle??

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!
     

  3. Damien49

    Date d'inscription
    janvier 2008
    Localisation
    Ancenis (44)
    Âge
    37
    Messages
    2 422

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    Je ne sais pas si ce lien va t'intéresser car ça concerne plutôt les cristaux de neige (donc un seul cristal non lié), mais bon je le met au ca où : http://www.bentley.sciencebuff.org/index.htm y'a en tout cas de très belle images de cristaux
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.
     

  4. Icemaker

    Date d'inscription
    janvier 2010
    Messages
    10

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    Bonjour Damin49,

    Merci pour ce lien que je n'avais pas encore visité. Lorsque j'ai lancé mes recherches sur la glace j'ai lu beaucoup de choses sur la neige et tous les cristaux qui l’accompagnent: c'est passionnant mais je n'ai presque rien trouvé sur la glace fabriquée dans des conditions autres que dans les nuages, en tous les cas rien qui puisse répondre précisément à mes questions.

    Ce forum m'a déjà apporté plus enseignements que j'aurais pu croire, et je vous en remercie tous.
    Si je devais résumé aujourd'hui, je pense (sans être sûr) qu'il y a 2 éléments qui entrent en compte dans l'aspect de la glace que nous fabriquons : se sont les cristaux mais je ne sais pas comment ils s'agences et les bulles de gaz et je ne sais pas dans quelle proportion et quel taille.
    Je pense qu'il va falloir qu'on poursuive nos investigations !
     

  5. Cécile

    Date d'inscription
    janvier 2003
    Localisation
    région parisienne
    Messages
    7 598

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    Citation Envoyé par Icemaker Voir le message
    les bulles de gaz et je ne sais pas dans quelle proportion et quel taille.
    Cela dépend de l'eau de départ (pure ou pas ? aérée ou pas ?...) et des conditions de solidification (descente en température rapide ou lente, glace plus ou moins épaisse...). Bref, seule une analyse de ta glace pourrait apporter une réponse (et encore, si ça se trouve, la réponse serait différente selon les saisons).
     


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  6. LGGE-M

    Date d'inscription
    janvier 2010
    Messages
    2

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    Bonjour

    Je travaille au Laboratoire de Glaciologie, à Grenoble, et je pense que l'on pourrait apporter des réponses à vos questions.
    Si vous êtes intéressés, on peut même envisager de travailler ensemble?

    En fonction de votre réponse, je vous ferai parvenir mon adresse mail.

    Cordialement
     

  7. Icemaker

    Date d'inscription
    janvier 2010
    Messages
    10

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    Bonjour LGGE-M,

    Heureux d'avoir un contact avec un expert !

    Effectivement, je suis intérressé d'avoir votre avis sur la question.
    Est ce que, vous avez déjà un avis sur le phénomène ?
    Pouvez vous me dire comment vous envisagez de procéder pour que l'on puisse travailler de ensemble ?

    Cordialement
     

  8. Damien49

    Date d'inscription
    janvier 2008
    Localisation
    Ancenis (44)
    Âge
    37
    Messages
    2 422

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    Et bien voilà, on a un expert.

    A noter qu'en y réfléchissant de nouveau sur le fonctionnement de ta machine, je suis presque persuadé que votre eau sous forme liquide atteint d'abord un état de surfusion quelques instant juste avant de se solidifier en glace.

    Ce qui me met la puce à l'oreille, c'est ta phrase :
    Il s'agit là d'une eau qui ruisselle sur une paroi refroidie ;
    La fait que ton eau ruisselle et soit donc en mouvement explique la surfusion. Et plus elle ruissellera de façon dynamique, plus la surfusion durera longtemps. La surfusion n'est donc selon moi pas à une notion à écarter dans le processus.

    Autre hypothèse, ce ruissellement impose aussi la création de bulles, donc plus le ruissellement se fait de façon turbulente, plus ta glace sera blanche.

    Qu'en pense LGGE-M ?
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.
     

  9. Icemaker

    Date d'inscription
    janvier 2010
    Messages
    10

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    Bonjour Damien49,
    Pour autant, je pense alors, que si il y a bulles de gaz, elles auront peut être plus le temps de s'échapper, puisque l'apparition de la glace est retardée ...non ?

    Comme on peut le voir sur la vue éclatée, l'eau ruisselle sur une paroi verticale.
    Je pense effectivement que ton hypothèse est intéressante.
    Je pense comme toi qu'une eau statique aura tendance à prendre en glace à une température supérieure à celle d'une eau en mouvement.
    Aussi, une fois que l'eau est sur la paroi métallique, elle va très rapidement faire une fine couche de glace qui va à son tour devenir la nouvelle paroi sur laquelle l'eau va se transformer avec une température de contact qui va augmenter en même temps que l'épaisseur de la glace ainsi formée.. je ne sais pas si je suis claire ?.
    Et donc en fonction de l'état de surface (rugosité microscopique) de cette glace, des turbulences dans le courant d'eau pourraient créer de minis cavitations donc de micros bulles.

    Qu'en pensez vous ?
     

  10. LGGE-M

    Date d'inscription
    janvier 2010
    Messages
    2

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    Bonjour à tous

    Désolée, je n'ai pas eu le temps de lire en détails tous vos messages, il y en a déjà beaucoup.
    Je travaille sur la glace et ses microstructures depuis déjà quelques années, au LGGE. En général plutot sur la glace issue des forages Antarctiques et Groenlandais, mais depuis peu sur la glace des cascades de glace.
    Les grimpeurs font depuis longtemps état de "glace blanche" ou de "glace noire" aux propriétés différentes. On a montré récemment (l'article vient d'être accepté, je ne peux pas encore mettre de lien) que la glace "blanche" était due au piégeage des bulles au cours de la formation.
    Quand on regarde une stalactite par exemple, on voit très bien les cercles de petites bulles dans les zones ou les grains sont petits, et se sont donc formés rapidement (lors du refroidissement nocturne par exemple). La ou la glace est transparente, les grains sont gros et allongés, ils se sont formés plus lentement.

    En labo, quand on veut faire de la glace transparente, on commence effectivement par dégaser l'eau pendant longtemps, et ensuite, soit on fait le vide avant de faire geler, soit on agite pendant toute la congélation, pour faire remonter les bulles, qui sinon se font piéger quelque soit la vitesse de croissance.

    Par contre, effectivement, la possibilité de microfissures liées soit au choc thermique, soit tout simplement à la dilatation pendant la congélation n'est pas du tout a exclure, c'est le cas d'ailleurs lorsqu'on forme un simple glaçon dans un bac fermé.

    J'ai l'impression que votre discussion était déjà arrivée assez loin... si je peux apporter d'autres éléments?

    Pour l'observation de la glace : pas besoin de microscope (en générale les grains sont suffisamment gros pour s'observer à l'oeil), mais un système de lumière polarisée, et il vaut mieux faire une lame mince, pour bien distinguer les grains.

    A suivre donc
     

  11. ulysse37

    Date d'inscription
    février 2010
    Messages
    2

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    Question très intéressante qui rejoint celle plus générale de la problématique des milieux transparents homogènes ou hétérogènes.

    Prenons un morceau de verre à vitre, transparent donc. Broyons-le en une poudre fine de dimension micrométrique : le verre est devenu "blanc". Le verre à vitre, à l'instar d'un glaçon sorti du frigo, est homogène. La poudre est hétérogène et diffuse la lumière si sa dimension caractéristique est du même ordre que celle de la longueur d'onde de la lumière visible (0,4 à 0,8 micromètre).
     

  12. Icemaker

    Date d'inscription
    janvier 2010
    Messages
    10

    Re : Pourquoi la glace est blanche ou transparente ?

    Bonjour ulysse 37,
    La précision que tu apporte sur la diffusion de la lumière par la multitude de micros prismes que représente la juxtaposition des cristaux de glace, est aussi mon avis, même si je pense aujourd’hui, qu'il y a aussi des bulles de gaz qui influent sur le phénomène.
    J'ai aussi réfléchi sur la régularité de la taille des cristaux et je suis maintenant convaincu qu'ils ne sont pas réguliers pour 2 raisons :
    1 - comme la réfrigération s'effectue au travers d’une paroi d'acier et de glace qui est de moins en moins froide au fur et à mesure qu'elle s’épaissie, les cristaux se formant sont donc de morphologie différentes en fonction de là où ils se sont formés dans l'épaisseur de la glace qui je le rappel n'excède pas 2.5 mm.
    2 - La paroi d'acier sur laquelle se forme la glace est usinée puis chromée ce qui lui octroi en plus de sa faculté d'être non adhérente pour la glace pour le décollage final, une rugosité très faible. De l'autre, coté là où circule le réfrigérant, cette paroi est brute et non usinée : les irrégularités de surfaçage font légion et donc doivent faire varier l'épaisseur globale de la paroi ce qui pourrait influencer la conduction et donc la transmission de l'énergie. Ceci dit je pense que ces irrégularités étant de tailles proportionnellement très inférieure à la l'épaisseur de la paroi, les écarts de transmission de chaleur du aux petites variations d'épaisseurs, doivent être relativement diffusées et probablement négligeables.
    Pour un peu qu’on veuille bien s’arrêter pour réfléchir à la constitution ou à la morphologie de la glace, cela devient vite passionnant et probablement tout aussi compliqué au regard des multiples conditions de sa formation.
     


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