Etudier le froid, pour quoi faire ?

Aujourd’hui, un nouveau mot de notre nouvelle rubrique dédiée aux disciplines scientifiques : le cryologie, tu connais ? Alors, levons le voile.

Le mot du jour : la cryologie

La cryologie, qu’est-ce que c’est ?
C’est une science (« logos ») qui étudie le froid (« cryo ») !
Oui, mais qu’est-ce que le « froid » exactement, pourquoi s’y intéresser et que doit-on étudier ?

On a l’habitude de considérer le « froid » comme étant des températures vraiment basses avec des valeurs plus basses que  – 150°C , où les gaz de l’air commencent à se liquéfier (l’azote devient liquide à – 196 °C !).

En fait, on s’intéresse de près, « au froid » car il présente plusieurs avantages :
– le grand froid permet de mieux conserver les aliments,
– il permet même de conserver des tissus vivants !
– il présente de nombreux atouts dans le domaine médical et le domaine industriel
– certains matériaux présentent des propriétés vraiment incroyables à basse température.

On t’explique par quelques exemples tous ces aspects.
Dans le domaine alimentaire
Je suis sûre que tu connais les surgelés ! Et bien, c’est une technique particulière qui consiste à refroidir très rapidement un aliment.
Si on le refroidit lentement, l’eau qui se trouve dans les cellules finit par geler et les cristaux ont le temps de grandir : ils forment des pointes qui vont percer les parois des cellules. La conservation est mauvaise et l’aliment perd toute sa tenue !

Les cristaux de glace sont pointus !

Si au contraire, le refroidissement est rapide, les cristaux formés sont plus  nombreux mais surtout plus petits et les cellules restent intègres. La conservation est meilleure !

Dans le domaine médical
Si on peut conserver de la nourriture par le froid, on peut le faire aussi avec des cellules et même certains tissus vivants ?
Des laboratoires peuvent ainsi conserver des cellules en les refroidissant à une température vraiment très basse : l’idée est de pouvoir les garder plus longtemps afin de les réutiliser plus tard lorsque cela sera nécessaire. C’est le cas de cellules sanguines dont les globules rouges ou les ovocytes.
Pour les tissus complexes, c’est un peu plus compliqué que cela. Mais les scientifiques s’activent à pouvoir le faire, cela solutionnerait la critique étape de la conservation d’un greffon avant la transplantation !

Sais-tu que le froid permet aussi de traiter ?
La cryothérapie (on traite par le froid) est une technique innovante : elle permet de détruire des cellules cancéreuses en provoquant leur congélation par le biais d’aiguilles refroidies à -180°C judicieusement placées au sein de petites tumeurs. L’aiguille génère in situ une « boule de glace » et déclenche la mort des cellules !

Dans le domaine industriel
Un matériau suffisamment refroidi, devient dur et cassant. On peut donc le broyer plus facilement en utilisant moins d’énergie. On parle de broyage cryogénique.

Des propriétés incroyables quand il fait froid
Et si on voyageait plus vite grâce à la supraconductivité ?
Savez vous que certains objets peuvent léviter ? Vous connaissez le principe ? C’est une des manifestations de la supraconductivité !

La supraconductivité est un phénomène observé pour la première fois en 1911, par Heike Kamerlingh (ou plutôt un de ses étudiants) qui reçut le prix Nobel ! Il se caractérise, pour certains matériaux (métaux, alliages, céramiques) refroidis à une certaine température (dite température critique), par l’absence de résistance au passage d’un courant électrique.
Une des conséquences, est qu’une bobine dans un matériau supraconducteur, pourra être traversée par un courant électrique de très forte intensité sans résistance, et donc sans aucun échauffement. Il en résulte un champ magnétique de très forte intensité qui peut repousser et vaincre le poids d’objets à proximité ! On dirait même que l’objet lévite !

Les applications sont révolutionnaires tels que le MAGLEV : un train qui lévite grâce à la supraconductivité. Le matériau supraconducteur refroidi glisse en lévitation et donc « sans frottement » sur les rails « aimant ». Quelques lignes fonctionnent dans le monde sur ce principe !

Tu vois, le froid, ce n’est pas très agréable pour nous humains… Mais il a de sacrées applications !

Texte : Pascale BAUGE – Le Monde et Nous