Pourquoi les glaçons craquent au contact de l'eau liquide ?

Nous avons tous entendu ce craquement caractéristique.

Quelle bizarrerie que l'eau, cette molécule extrêmement répandue sur Terre... Vous savez tous que l'eau solide "occupe plus de place" que l'eau liquide, ce qui explique les mésaventures de la bouteille pleine d'eau placée au congélateur et qui éclate, ou encore l'éclatement de certaines pierres l'hiver, et encore le fameux problème du glaçon qui fond dans un verre d'eau plein à ras bord (et qui ne provoque pas le débordement).

Quand l'eau est refroidie en glace, il s'opère un cristallisation qui n'est pas nécessairement homogène selon les conditions de refroidissement et les diverses impuretés en présence (bulles d'air, poussières, d'ailleurs souvent visibles à l'oeil nu car le glaçon "pur" devrait être parfaitement transparent). Ces défauts créent des faiblesses dans la structure du glaçon.

Lorsqu'un on plonge un glaçon dans un liquide dont la température est supérieure à celui-ci, le glaçon commence à se dilater, avant même de fondre. Cette dilatation n'est pas uniformément répartie dans l'ensemble du solide (elle à lieu à la surface de contact avec le liquide). Sous la contrainte thermo-mécanique, la glace craque au niveau des faiblesses structurelles sus-mentionnées.

C'est le même phénomène qui arrive lorsque l'on jette de l'eau froide sur du verre chaud (sauf qu'en l'occurrence, la contrainte mécanique est liée à la contraction du verre) : cela peut fissurer voire briser le verre. Certains verres, plus purs et plus homogènes, y résistent (comme le pyrex).