Propriétés dynamiques de l'eau et de la solution LiCl-6H2O, éetudiées par diffusion inélastique du rayonnement synchrotron et de la lumière visible

Le diagramme des phases stables et metastables de l'eau reste une enigme depuis des decennies. De nombreuses interpretations ont ete proposees pour expliquer les divergences apparentes de certaines proprietes thermodynamiques et de transport, de l'eau surfondue. Mais une description unifiee manque encore, essentiellement parce que la temperature ou apparaissent diverger ces proprietes est situee en dessous de la temperature limite de cristallisation, dans une region, qualifiee de no-man's land, entre l'eau surfondue et la glace amorphe. Nous avons, pour la premiere fois, mesure les proprietes dynamiques de l'eau liquide et surfondue par diffusion inelastique du rayonnement synchrotron ultraviolet et par diffusion de lumiere visible. En analysant les spectres obtenus a l'aide d'un formalisme de fonction memoire, nous avons trouve un bon accord avec les simulations de dynamique moleculaire et avec la theorie du couplage de modes, qui attribue une origine dynamique aux singularites observees dans le no-man's land de l'eau. Nous avons aussi mesure la dynamique de la solution LiCl-6H2O par diffusion inelastique de la lumiere visible et du rayonnement synchrotron dans la gamme des ultraviolets et des rayons X. Cette investigation est un premier pas dans le no man's land de l'eau par parce que la dilution progressive de solutions aqueuses constitue une methode indirecte pour obtenir des informations sur l'eau pure en dessous de la temperature de nucleation homogene des cristaux. Nous avons observe au cours du refroidissement de la solution, une relaxation, qui possede des caracteristiques similaires a celles de la relaxation structurale de l'eau pure, mais qui se divise en une relaxation structurale et une relaxation secondaire, autour de la temperature ou les proprietes de l'eau pure semblent diverger. Selon des experiences et des theories recentes et sur la dynamique et le diagramme de phase de l'eau et des solutions ioniques diluees a basse temperature et a pression elevee, laseparation des dynamiques que nous observons pourrait eventuellement etre reliee au debut d'une hypothetique transition de phase liquide-liquide qui apparait a des pressions beaucoup plus elevees que celles etudiees. D'autres investigations en fonction de la pression, et a des concentrations en sel plus faibles, sont souhaitables pour clarifier ces coincidences fascinantes.