L’eau que vous buvez cache un secret !

…et pour tout dire, des dizaines et des dizaines de secrets…

Ce que je viens de découvrir est tout simplement incroyable et fascinant tout à la fois ! Nous vivons une époque extraordinaire, une époque à laquelle la science et les technologies permettent de faire des découvertes toujours plus passionnantes les unes que les autres et c’est de l’une de ces découvertes dont je vais vous parler aujourd’hui !

Deux liquides pour le prix d’un : quand l’Intelligence artificielle résout le plus grand mystère de notre verre d’eau.

Et oui, à notre époque donc, il n’est pas rare que l’intelligence artificielle s’invite aux plus hauts niveaux de la recherche scientifique et permette des avancées majeures.

Avant de commencer, rappelez-vous de vos premières années d’écolier. Votre professeur vous a parlé de l’eau. Il vous a appris dès les petites classes qu’elle se présente sous trois états : l’état solide (la glace), l’état liquide, (l’eau) ou l’état gazeux (la vapeur d’eau).

Sauf qu’en réalité, l’eau, c’est pas si simple ! C’est même l’une des substances les plus anormales et les moins comprises de notre univers. En effet, il faut savoir que l’eau ne respecte aucune des règles de base de la thermodynamique¹.

Le saviez-vous ? L’eau n’en fait qu’à sa tête !

Dans le monde physique, un liquide qui refroidit se contracte et devient plus dense.

L’eau, elle, refuse de suivre le mouvement. Quand elle gèle elle atteint sa densité maximale autour de 4°C, puis elle se dilate et devient plus légère. C’est pour cela que les glaçons flottent dans votre verre au lieu de couler au fond et que la glace reste à la surface des océans et des lacs en hiver, protégeant la vie en dessous. Si l’eau obéissait aux mêmes règles que les autres liquides, les océans gèleraient par le fond et la vie sur Terre n’aurait sans doute jamais pu se développer aux périodes glaciaires.

D’ailleurs, à température ambiante, l’eau ne devrait pas être liquide !

Et les mystères de l’eau ne s’arrêtent pas là ! Les physiciens recensent plus de soixante-dix propriétés mesurables où l’eau dévie complètement des modèles standards :

• sa tension de surface
  l’eau a une surface qui se comporte comme une peau tendue à cause de l’attraction entre ses molécules. C’est pour ça qu’elle peut « porter » de petits objets ou insectes ;
• Ses capacités thermiques — elle stocke anormalement bien la chaleur ;
• sa viscosité sous pression — elle ne s’écoule pas toujours de façon “normale” et peut voir sa résistance à l’écoulement changer de manière surprenante selon les conditions ;
• etc.

Pendant des décennies, les scientifiques on constaté et catalogué ces bizarreries sans réussir à trouver une explication cohérente.

Un autre exemple ? Si l’eau était « normale », elle ne devrait même pas être liquide à nos températures ambiantes. En effet, H₂o est une molécule beaucoup plus légère que O₂ et CO₂, qui sont pourtant des gaz. Elle devrait s’envoler avant eux.

En 1990, des physiciens de l’école de théorie de l’eau — Orest P. Mishima, H. Eugene Stanley et leurs collaborateurs — ont émis une hypothèse audacieuse : « et si l’eau liquide n’était pas un seul liquide, mais deux ? »

Selon cette hypothèse, à l’échelle moléculaire, l’eau coexisterait sous deux constructions différentes. La premier est dense et désordonnée (appelé HDL pour high density liquid), la seconde est plus ouverte et structurée (low density liquid ou LDL). L’idée était séduisante, mais impossible à prouver avec les moyens de l’époque car les simulations informatiques classiques et les observations humaines n’avaient tout simplement pas la capacité de séparer ou de repérer ces motifs changeants au milieu du chaos moléculaire. Pour visualiser cette séparation en deux états, il faut des conditions extrêmes, en laboratoire.

C’est cette année (en 2026) que tout s’accélère !

En l’espace de quelques mois, trois études indépendantes sur trois continents différents ont transformé cette vieille hypothèse en un consensus scientifique. Le point de départ de ce déblocage vient de la City University de Hong Kong, qui a publié ses résultats dans la revue Nature Physics.

Pour réussir là où les humains échouaient, l’équipe a entraîné un réseau de neurones non supervisé sur 74 millions de configurations moléculaires simulées (74 millions !). Sans lui imposer de biais ou de critères préconçus, les chercheurs ont laissé l’intelligence artificielle chercher des motifs cachés toute seule. Les conclusions de l’auteur de l’étude sont claires : il est impossible pour un cerveau humain de construire manuellement des paramètres aussi complexes.

L’outil a trouvé exactement les deux états prédits trente ans plus tôt, montrant également comment les molécules passent d’une structure à l’autre selon la température et la pression. Pour séparer l’eau totalement en deux phases comme ça, il faut des conditions extrêmes.

Mais ce que les chercheurs ont remarqué, c’est que dans nos conditions ambiantes du quotidien, l’eau liquide — qui est alors sous la phase de basse densité — change constamment d’état, comme si elle hésitait avec la phase de haute densité. À un moment elle devient très dense, et à un autre moins dense. Et ce serait ce qui explique que l’eau se comporte aussi bizarrement. L’eau est un peu schizophrène. Ce n’est pas un seul liquide, mais deux à la fois, un fluide qui change d’état en permanence.

Ce travail d’analyse, qui aurait demandé environ vingt ans avec les méthodes traditionnelles de calcul, a été finalisé en seulement dix-huit mois. Ça donne le vertige !

Dans la foulée, deux autres pièces du puzzle sont venues confirmer la découverte :

• L’université d’Osaka (Communications Chemistry) a utilisé un autre modèle pour tester et comparer seize méthodes de mesure différentes existantes, identifiant les outils les plus fiables pour distinguer ces deux états selon la température.
• Une équipe internationale menée par l’université de Stockholm (Science) a apporté la première preuve expérimentale directe en laboratoire. Avec un congélateur très puissant, ils ont refroidi de l’eau jusqu’à -63 °C, tout en la maintenant à une pression de 1 000 fois la pression sur terre pour la maintenir à l’état liquide. Et là, grâce à un laser à rayons X, ils ont pu voir ce que des théories avaient prévu depuis plus d’un siècle sans jamais l’avoir observé, le moment où l’eau oscille entre ses deux formes liquides avec une intensité maximale.

Une nouvelle façon de voir les technologies d’apprentissage

Cette convergence scientifique illustre un aspect précis de l’évolution des outils numériques actuels. On entend souvent des discours alarmistes sur le fait que l’intelligence artificielle va remplacer les humains. Ce cas concret montre une réalité différente : la technologie ne remplace pas les physiciens, elle leur donne des yeux qu’ils n’avaient pas. Elle agit comme un outil d’augmentation de nos capacités de traitement.

Face à des volumes de données qui dépassent notre entendement (comme ces 74 millions de configurations de liaisons hydrogène), le rôle de la machine est de repérer la complexité cachée et de dégager des structures exploitables. C’est cette alliance entre la rigueur de la méthode scientifique humaine et la puissance de calcul des réseaux de neurones qui permet d’aboutir à des résultats concrets.

Si vous me suivez depuis un moment, on peut faire un parallèle direct avec les prouesses d’AlphaFold dont je vous parlais en juillet 2025, et l’accélération foudroyante de la recherche moléculaire sur le repliement des protéines…

Des implications concrètes, de la médecine à l’espace

Comprendre la structure intime de l’eau n’est pas qu’un exercice pour les théoriciens de la physique. Les répercussions pratiques touchent de nombreux secteurs :

Industrie pharmaceutique et biologie : La quasi-totalité des réactions biochimiques et des médicaments injectables se déroule dans l’eau. Les protéines se replient et s’activent dans un environnement aqueux. Savoir que cet environnement est un mélange dynamique de deux structures aux propriétés distinctes va modifier la façon dont on modélise les traitements et dont on simule les réactions à l’échelle microscopique.

Astrobiologie et recherche de la vie : Jusqu’ici, la règle pour chercher de la vie extraterrestre consistait à repérer la présence d’eau liquide (comme sur Europe, la lune de Jupiter, ou Encelade autour de Saturne). Désormais, cette condition ne suffit plus. La question devient : de quel type d’eau s’agit-il, dans quelles proportions ces deux états coexistent-ils sous des pressions colossales, et cette répartition est-elle favorable au développement du vivant ?

Cette découverte montre que même les éléments les plus familiers de notre quotidien recèlent des niveaux de complexité que nous commençons à peine à mesurer.

Plus on sait, moins on sait.

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Pour aller plus loin :

Le billet Science de Bill François sur France-Info : https://www.radiofrance.fr/franceinfo/podcasts/le-billet-sciences-week-end/le-billet-sciences-du-samedi-04-avril-2026-3685375

La vidéo de Vision IA : https://www.youtube.com/watch?v=m5Pja7YYQVE&t=101s

Le site universitaire maintenu par le professeur Martin Chaplin (Water Structure and Science) est très tiche et recense (entre autres choses) plus de 70 anomalies répertoriées de l’eau. https://vitroid.github.io/water-science/water/water_anomalies.html

Les « papiers » scientifiques ne sont pas en accès libre, mais vous avez les résumés ici :

• Étude de la City University de Hong Kong (preuve des deux états par l’IA) : Publiée dans Nature Physics (juin 2026), décrivant l’utilisation du réseau de neurones non supervisé sur 74 millions de configurations moléculaires. 👉 Nature Physics – City University of Hong Kong – https://www.nature.com/articles/s41567-026-03301-8
• Étude de l’Université d’Osaka (évaluation des 16 méthodes de mesure) : Publiée dans Communications Chemistry (juillet 2026), comparant l’efficacité des thermomètres et outils de mesure des deux structures liquides. 👉 Communications Chemistry – Osaka University – https://www.nature.com/articles/s41567-026-03301-8

• Étude de l’Université de Stockholm (preuve expérimentale du point critique) : Publiée dans la revue Science (2026), détaillant l’observation au laser et rayons X à -63 °C et 1 000 atmosphères. 👉 Science Magazine – Stockholm University – https://www.sciencedaily.com/releases/2026/07/260707025047.htm

1. La thermodynamique est la branche de la physique qui étudie comment la chaleur, l’énergie et la température se transfèrent et se transforment dans un système. ↩︎