As-tu déjà pris le temps d’observer les flocons de neige alors qu’ils tombent tout doucement du ciel ? Les flocons de neige sont de petites oeuvres d’art de la nature !

Les flocons se forment dans les nuages, alors que la température tombe sous zéro. Toutefois, la température n’est pas assez, les molécules d’eau nécessitent aussi de s’attacher à une poussière pour que les cristaux de glace se forment.

En fait, ceci est relié à un phénomène assez fascinant : la surfusion de l’eau. L’eau peut rester liquide même sous zéro, regarde le vidéo de gauche! Ceci est une expérience très facile à faire à la maison : il suffit de mettre une bouteille d’eau dans le congélateur et la retirer avant qu’elle gèle (autour de 3 heures), puis lui donner un petit choc pour lancer la réaction en chaîne de formation de cristaux de glace.

Pourquoi les flocons ont-ils leur forme particulière ? Pour mieux comprendre, il faut commencer avec une molécule d’eau… L’eau est une molécule très simple, mais avec une particularité qui la rend bien spéciale, elle est polaire. Quoi ? Non est ne vient pas du pôle sud ou nord, mais la molécule a deux pôles, comme une pile: un pôle positif et un négatif.

Comme tu peux le voir à droite, la molécule est formée d’un atome d’oxygène (rouge) et de deux atomes d’hydrogène (rouge). Les deux atomes d’hydrogène forment le pôle positif et le côté de l’atome d’oxygène seul, le pôle négatif.

Ensuite, il faut comprendre comment agissent les atomes alors qu’une matière est sous forme de gaz, liquide ou solide. Comme tu peux le voir dans les images, plus l’eau se refroidit, plus les atomes sont tassés. En se tassant, les molécules d’eau doivent donc s’arranger pour équilibrer les forces d’attraction et répulsion antre chacune, comme de petits aimants. Et il semble que la forme hexagonale soit idéale pour maximiser ceci, pourquoi ?
À droite: tu peux voir une simulation des atomes d’eau alors qu’ils cristallisent.

Et bien, ceci explique bien la symétrie à 6 branches, mais pourquoi les flocons ne sont-ils pas tous pareils ?

Les scientifiques ont découvert que ces différentes formes sont causées par les différentes conditions atmosphériques alors que les molécules d’eau se solidifient ou cristallisent, principalement la température, mais aussi un peu l’humidité ambiante.

Ainsi, par exemple, à -5 degrés Celsius, nous obtenons des flocons plats et à -15 degrés Celsius des flocons en forme d’aiguille. Souvent, plus il fait froid, plus les formes de flocons sont simples, alors les plus beaux flocons à observer sont lors des journées les moins froides de l’hiver ! Tu peux voir plus de détaqils sur ceci dans le diagramme de Nakaya à droite.

Les conditions changent constamment pendant la croissance du flocon. Tandis que les six branches du flocon subissent les mêmes conditions et sont similaires, ce n’est pas le cas pour deux flocons, qui seront donc différents.

Le type de flocon le plus populaire sont les dendrites étoilées. Une dendrite est un mot qui provient de la façon dont les branches et racines d’arbres poussent : en ramification.

Explore le site web du scientifique des flocons de neige, Kenneth G. Libbrecht : des tonnes de photos et informations !

Vidéo en anglais, mais tu peux toujours activer la traduction automatique des sous-titres.