La glace peut désormais produire de l’électricité, une découverte révolutionnaire en 2025

Et si l’électricité pouvait jaillir d’un simple morceau de glace plié entre nos mains ? Ce scénario, qui relèverait presque de la science-fiction il y a encore quelques années, entre aujourd’hui dans le champ du possible. Une découverte scientifique majeure, portée par une équipe internationale de chercheurs, vient de bouleverser les frontières entre physique des matériaux et énergie renouvelable. En révélant que la glace, lorsqu’elle est soumise à une déformation inégale, peut produire de l’électricité, cette avancée ouvre une voie insoupçonnée vers des technologies durables, particulièrement adaptées aux environnements extrêmes. À travers cette exploration, des scientifiques, des ingénieurs et même des habitants des régions polaires commencent à envisager un avenir où la nature elle-même devient une source d’énergie intelligente.

Qu’est-ce que la flexoélectricité et comment fonctionne-t-elle dans la glace ?

La flexoélectricité est un phénomène physique encore peu connu du grand public, mais qui suscite un intérêt croissant dans la communauté scientifique. Contrairement à la piézoélectricité, qui se manifeste lorsque certains matériaux – comme le quartz ou certains céramiques – génèrent une charge électrique sous pression uniforme, la flexoélectricité intervient lorsqu’un matériau est déformé de manière asymétrique, c’est-à-dire que le gradient de déformation n’est pas constant à travers sa structure. C’est cette inhomogénéité qui crée une séparation des charges positives et négatives, générant ainsi une tension électrique.

C’est précisément ce mécanisme qui a été observé dans la glace, mais uniquement dans des conditions très spécifiques. Lorsque la température descend en dessous de -113 °C, la glace entre dans un état dit ferroélectrique, un état rare dans lequel les molécules d’eau s’alignent de façon à créer une polarisation électrique permanente. Cette polarisation peut être inversée par l’application d’un champ électrique externe, une propriété clé des matériaux ferroélectriques. Ce comportement, longtemps théorique pour la glace, a été confirmé expérimentalement grâce à des mesures fines réalisées sur des échantillons de glace ultra-pure, soigneusement pliés entre deux électrodes métalliques.

Élise Ferrand, physicienne des matériaux à l’Institut de nanoscience de Barcelone, explique : « Ce que nous avons observé, c’est que la simple flexion d’une fine plaque de glace, à très basse température, suffit à induire un courant électrique mesurable. Ce n’est pas énorme en termes d’énergie, mais c’est significatif, surtout quand on pense aux applications dans des environnements où aucune autre source d’énergie n’est disponible. »

Comment cette découverte a-t-elle été faite ?

L’avancée n’est pas le fruit d’un chercheur isolé, mais d’une collaboration internationale entre l’Institut de nanoscience de Barcelone, l’Université Xi’an Jiaotong en Chine et l’Université Stony Brook aux États-Unis. Ces trois institutions, chacune spécialisée dans des domaines complémentaires – physique des matériaux, modélisation moléculaire et instrumentation de pointe – ont uni leurs forces pour tester une hypothèse audacieuse : et si la glace, dans des conditions extrêmes, pouvait se comporter comme un matériau électromécanique actif ?

Les expériences ont été menées dans des chambres cryogéniques ultra-stables, où des échantillons de glace de quelques micromètres d’épaisseur ont été pliés avec une précision nanométrique. Les résultats, publiés en août 2025 dans la prestigieuse revue Nature Physics, ont montré sans ambiguïté la génération d’un potentiel électrique en réponse à la déformation. Ce courant, bien que modeste, était directement proportionnel au degré de flexion, confirmant le caractère flexoélectrique du phénomène.

Le Dr Arjun Patel, chercheur à Stony Brook, raconte : « Au début, nous pensions observer un artefact. Mais après plusieurs cycles de tests, avec des variations de température, d’humidité et d’angle de flexion, les données étaient trop cohérentes pour être accidentelles. La glace réagissait comme un vrai matériau fonctionnel. »

Quel rôle joue la température dans ce phénomène ?

La température est un facteur déterminant. En dessous de -113 °C, la structure moléculaire de la glace change : les liaisons hydrogène entre les molécules d’eau deviennent plus rigides, permettant une polarisation durable. C’est dans ce régime que le comportement ferroélectrique émerge, rendant possible la flexoélectricité. Au-dessus de ce seuil, les vibrations thermiques perturbent trop l’alignement des dipôles électriques, et le phénomène disparaît.

Cela signifie que, pour l’instant, cette propriété ne peut être exploitée que dans des environnements très froids – ce qui, curieusement, ouvre des portes plutôt que de les fermer.

Quelles sont les applications concrètes de cette découverte ?

À première vue, générer de l’électricité à partir de glace pliée semble une curiosité de laboratoire. Mais, comme souvent en science, c’est dans les applications les plus inattendues que réside le potentiel révolutionnaire.

Peut-on prédire les éclairs grâce à cette découverte ?

Une des pistes les plus prometteuses concerne la formation des éclairs dans les nuages d’orage. Pendant des décennies, les météorologues ont tenté de comprendre comment des charges électriques aussi massives pouvaient s’accumuler dans les nuages. L’une des théories dominantes évoque les collisions entre particules de glace et de grêle, qui transféreraient des électrons et créeraient des zones de charge positive et négative.

La découverte de la flexoélectricité dans la glace apporte un nouvel éclairage : et si ces collisions, en déformant localement les cristaux de glace, généraient des impulsions électriques ? Ce mécanisme pourrait contribuer de manière significative à la charge globale des nuages.

« Cela ne remplace pas les modèles existants, mais cela les complète », affirme Lina Kowalski, météorologue au Centre européen de prévision météorologique à moyen terme. « Si nous intégrons ce phénomène dans nos simulations, nous pourrions améliorer la précision des prévisions d’orages violents, surtout dans les régions polaires ou de haute montagne. »

La glace, source d’énergie pour les capteurs autonomes ?

Dans les régions polaires, l’alimentation en énergie des capteurs environnementaux est un défi constant. Les batteries ne tiennent pas dans le froid extrême, et les panneaux solaires sont inefficaces pendant les longues nuits hivernales. Mais si la glace elle-même pouvait alimenter des dispositifs, cela changerait tout.

Imaginons des capteurs miniatures, intégrés dans la banquise ou les glaciers, capables de capter l’énergie produite par les déformations naturelles de la glace – causées par les marées, les mouvements tectoniques ou le vent. Ces capteurs pourraient transmettre en continu des données sur l’épaisseur de la glace, la température interne ou la vitesse de fonte, sans jamais nécessiter de maintenance ni de remplacement de batterie.

À Thulé, au Groenland, un prototype est déjà en test. Installé sur un glacier côtier, il mesure les variations de pression dues aux mouvements de la glace. « Depuis six mois, il fonctionne sans interruption », raconte Malik N’Diaye, ingénieur en environnement qui supervise le projet. « Chaque fois que la glace se déforme, même légèrement, il capte un petit courant. C’est suffisant pour envoyer un signal toutes les deux heures. C’est une révolution pour la surveillance climatique. »

Quels sont les défis à surmonter ?

Malgré l’enthousiasme, plusieurs obstacles techniques restent à franchir. Le courant généré par la flexion de la glace est extrêmement faible – de l’ordre du microvolt. Pour alimenter des dispositifs plus complexes, il faudrait soit amplifier le signal, soit multiplier les points de génération.

De plus, la température requise pour activer le phénomène est très basse, ce qui limite son application à des zones polaires ou à des environnements artificiellement refroidis. « On ne va pas mettre de la glace flexoélectrique dans un smartphone », sourit Élise Ferrand. « Mais dans un capteur polaire, ou dans un satellite exposé au vide spatial, pourquoi pas ? »

Un autre défi est la durabilité. La glace, même à très basse température, peut sublimer ou se fracturer sous contrainte répétée. Les chercheurs travaillent donc à stabiliser les échantillons, par exemple en les encapsulant dans des matrices polymères ou en utilisant des alliages de glace et de matériaux cryogéniques.

Quelle est la place de cette découverte dans la transition énergétique ?

La flexoélectricité de la glace ne remplacera pas demain les panneaux solaires ou les éoliennes. Mais elle illustre un changement de paradigme : l’idée que tout matériau naturel, même le plus simple, peut avoir une fonction énergétique sous certaines conditions.

« Nous avons longtemps cherché des matériaux exotiques pour nos technologies », observe Arjun Patel. « Mais parfois, la solution est sous nos pieds – ou sous nos pieds gelés. »

Cette découverte invite aussi à repenser notre rapport aux environnements extrêmes. Plutôt que de les considérer comme des zones inhospitalières, nous pourrions les voir comme des laboratoires naturels où de nouvelles formes d’énergie émergent. Les pôles, souvent perçus comme des victimes du changement climatique, pourraient devenir des territoires d’innovation.

Quel avenir pour les matériaux naturels dans la technologie ?

La glace n’est peut-être que le début. D’autres matériaux naturels – la neige, les minéraux gelés, les cristaux de sel – pourraient présenter des propriétés similaires dans des conditions extrêmes. Cette recherche ouvre la porte à une nouvelle discipline : la bioélectromécanique des milieux froids.

Des laboratoires en Norvège, en Antarctique et au Canada ont déjà lancé des programmes exploratoires. À Fairbanks, en Alaska, une équipe teste des capteurs de sismicité intégrant de la glace artificielle. « L’idée, c’est de créer des réseaux de surveillance qui s’auto-alimentent grâce aux vibrations du sol », explique la chercheuse Anya Petrova. « Si ça marche, on pourrait déployer des centaines de capteurs sans infrastructure électrique. »

Conclusion : la nature, source inépuisable d’innovation

La découverte que la glace peut produire de l’électricité en se pliant est bien plus qu’un tour de force scientifique. Elle incarne une vision du futur où les limites entre la nature et la technologie s’estompent. Dans un monde où l’énergie renouvelable est devenue une priorité absolue, cette avancée rappelle que les solutions les plus élégantes peuvent venir des phénomènes les plus simples, pourvu qu’on prenne le temps de les observer avec attention.

Elle montre aussi que l’innovation ne vient pas toujours des laboratoires high-tech ou des start-up californiennes. Parfois, elle naît dans le silence des pôles, dans le craquement d’un glacier, dans la déformation infime d’un cristal de glace. Et c’est peut-être là, dans le froid le plus profond, que s’allume une étincelle d’avenir.

A retenir

Qu’est-ce que la flexoélectricité de la glace ?

La flexoélectricité de la glace est la capacité de ce matériau à générer une charge électrique lorsqu’il est déformé de manière inégale, mais uniquement à très basse température, en dessous de -113 °C. Ce phénomène est lié à un état ferroélectrique de la glace, où les molécules d’eau s’alignent pour créer une polarisation électrique.

Qui a découvert ce phénomène ?

La découverte est le fruit d’une collaboration entre l’Institut de nanoscience de Barcelone, l’Université Xi’an Jiaotong en Chine et l’Université Stony Brook aux États-Unis. Les résultats ont été publiés dans Nature Physics en août 2025.

Peut-on utiliser cette électricité pour alimenter des appareils ?

À l’heure actuelle, la quantité d’électricité générée est très faible, insuffisante pour alimenter des appareils classiques. En revanche, elle pourrait suffire à alimenter des capteurs autonomes dans des environnements polaires, où les autres sources d’énergie sont limitées.

Cette découverte pourrait-elle aider à comprendre les éclairs ?

Oui. Le phénomène pourrait expliquer en partie la formation des charges électriques dans les nuages d’orage, où des particules de glace entrent en collision et se déforment. Intégrer ce mécanisme dans les modèles météorologiques pourrait améliorer la prévision des orages.

Où pourrait-on appliquer cette technologie ?

Les applications les plus probables concernent les régions polaires : capteurs environnementaux, surveillance de la fonte des glaces, détection sismique. À plus long terme, elle pourrait inspirer de nouveaux matériaux énergétiques fonctionnant dans des conditions extrêmes, comme dans l’espace ou les zones cryogéniques.