Effet Mpemba - Définition

L'Effet Mpemba, redécouvert en 1963 par le chercheur tanzanien Erasto B. Mpemba, établit que de l'eau chaude gèle plus vite que de l'eau froide, sous certaines conditions.

La légende veut que Mpemba, alors étudiant à l'université, ait observé que son lait chaud, mis au congélateur se transformait plus rapidement en crème glacée que la même préparation déjà froide. Aidé de son professeur, le Docteur Denis G. Osborne, ils publièrent les données des expériences menées sur le sujet en 1969. L'effet est pourtant, à première vue, contraire aux lois de Newton concernant la thermodynamique. Les expériences menées depuis près de 30 ans démontrent pourtant la réalité de l'effet Mpemba. L'effet n'est pas universel : seules des conditions données permettent d'observer ses conséquences, cependant on ne connait pas la raison pour laquelle cet effet ne se produit que dans ces conditions.

Si on ne sait pas aujourd'hui l'expliquer, on pense que l'effet Mpemba est lié à une interaction entre :

• L' évaporation (moins de liquide à refroidir, mais le phénomène subsiste en milieu clos);
• la présence moindre des gaz dissous dans un liquide chaud ;
• le phénomène de convection qui favorisent probablement les transferts thermiques ;
• les effets environnementaux tels que l'insolation due au givre ;
• un effet de surfusion ;
• la définition ambigüe d'eau "gelée" : est-ce une eau à 0°C ou une eau à l'état solide ?

On ne sait pas si cet effet est propre à l'eau, où s'il est universel - l'expérience de Mpemba avec les crèmes glacées semble attester d'un phénomène assez général, mais les expériences en laboratoire n'ont été menées qu'avec de l'eau distillée.

L'effet aurait été connu des savants de l'antiquité, tels Aristote, et des scientifiques comme Francis Bacon et René Descartes - toutefois, aucun ne décrit l'effet clairement et ce ne sont que des rapprochements. Aristote décrit un effet similaire, qu'il attribue à l'antiperistasis, qu'il définit comme l' "amélioration d'une qualité due à un entourage de qualité opposée". Aristote, cependant, utilisait ce terme d'une façon assez générale, pour expliquer par exemple la température constante du corps humain, phénomène qui sera expliqué bien plus tard et qui prouvera la fausseté des théories du savant grec.