LES FACÉTIES DE L’EAU
Communication présentée au colloque : « Or bleu, indispensable, inodore et sans saveur », Institut de mathématique de l’Université de Liège, le vendredi 3 décembre 2010
Université de Liège, Centre d’Étude et Recherche sur les Macromolécules (CERM), Sart-Tilman B6a, B-4000 LIÈGE, rjerome@ulg.ac.be
Résumé
Depuis l’époque ionienne, la primauté de l’eau n’a jamais été remise en question: de toutes choses elle est la plus importante et la plus familière. L’eau joue un rôle déterminant dans les grandes disciplines scientifiques, comme la physique, la chimie, la biologie, la géologie et la météorologie. Elle est le constituant principal des organismes vivants tout en jouant un rôle essentiel dans leurs processus physiologiques.
Les propriétés de l’eau font le plus souvent figure d’exception comparées à celles de composés apparentés. C’est la structure moléculaire de l’eau et, en particulier, les liaisons hydrogène qui en résultent, qui sont à l’origine de ces « facéties », qu’il s’agisse des températures de changements d’état, de la densité, de la tension superficielle et de la viscosité. Sa structure moléculaire confère aussi à l’eau un effet de régulation thermique et un pouvoir solvant très étendu. L’eau participe à d’autres phénomènes essentiels, comme le transport des nutriments dans les végétaux, via l’osmose et la capillarité, ainsi que la détergence et la formation des membranes biologiques, via la micellisation et l’auto-assemblage d’agents tensioactifs. Tous ces aspects sont discutés plus en détail ci-après.
Abstract
Since the ionian period, the central position of water has never been challenged : water is the most familiar and the most important of all things . Water is playing a key role in the major scientific disciplines: physics, chemistry, biology, geology and meteorology. It is the principal constituent of living organisms, with a fundamental importance in their physiological processes.
The properties of water are most of the time strikingly different from those of similar chemical compounds. The structure of the constitutive molecules, which triggers typical intermolecular hydrogen bonds, accounts for these “pranks”, including state change temperatures, density, superficial tension and viscosity. Moreover, it provides water with thermal regulating properties and makes it an almost universal solvent. Water participates to other essential phenomena, such as the transport of nutriments in vegetables through osmosis and capillarity, and to detergency and formation of biological membranes through micellization and self-assembly of surfactants. All these aspects are detailed hereafter.