Un vieux souvenir de physique m’est revenu en observant la disparition de la neige et de la glace dans les rues de Clermont par des températures pourtant largement négatives. Il ne faisait décidément pas assez chaud pour que la glace fonde (la fusion) et se transforme en eau pour après s’évaporer (la vaporisation). Le phénomène qui a fait que les rues ont séché est la sublimation.

Derrière ce joli mot se cache un phénomène physique qui permet à la glace de passer directement à l’état de vapeur. Cela arrive à la neige sèche lorsque l’air est très sec et froid (températures inférieures à zéro).

La sublimation des champs de neige, des glaciers ou de la banquise sont l’une des 3 principales sources de la vapeur d’eau dans notre atmosphère avec l’évaporation des plans d’eau liquides et l’évapotranspiration des végétaux.

L’air ne peut contenir qu’une quantité limitée de vapeur d’eau (limite physique) qui est déterminée par la température de l’air. Différents facteurs vont influencer la sublimation de la neige / glace :

• le rayon de courbure des cristaux, une forte convexité (pointes et bosses) étant associée à une présence plus importance de vapeur d’eau.
• la différence (le gradient) de températures entre la base du manteau neigeux (en général à 0°C) et le sommet qui peut être bien plus froid. Plus on monte vers le sommet plus les cristaux sont froids, la tension de vapeur d’eau n’est pas la même entre les différentes couches et ce déséquilibre va entraîner un transfert de vapeur du grain de neige le plus chaud vers le grain le plus froid et pour compenser cette perte de vapeur d’eau, le grain le plus chaud va se sublimer en partie.
• la température de la neige, plus elle s’approche de 0°C, plus la sublimation est efficace.
• le vent agit également sur les cristaux de neige et les turbulences dues au vent entraînent la sublimation d’une partie des cristaux.

Au delà du phénomène physique observé ces derniers jours, la sublimation a trouvé des applications dans des champs divers de la vie de tous les jours.

L’un d’entre eux est la lyophilisation. Pour transformer un plat en plat lyophilisé, il faut le congeler afin de transformer l’eau présente dans les aliments en glace, ensuite, sous vide sublimer la glace en vapeur d’eau, récupérer cette vapeur d’eau. Les aliments sont finalement séchés à froid. et c’est ainsi que vous pouvez emmener votre sachet de truffade (véridique) lyophiliser à l’assaut des sommets.
Autre application plus récente, la sublimation est l’une des techniques utilisée par la cuisine moléculaire. Vous trouverez sans difficulté des vidéos sur internet vous montrant comment transformer votre crème anglaise en glace à la vanille grâce à de la glace sèche et à sa sublimation…

Sources :

• E. Pahaut, Météo France, Les cristaux de neige – formation – 1, www.anena.org/savoir/nivologie/pahaut_cristaux.pdf
• Association TORAVAL, Guide Neige et Avalanches, 3e edition, chapitre 3, les métamorphoses de la neuge, propriétés physiques et mécaniques www.toraval.fr/livre/chap3.pdf