1
00:00:08,417 --> 00:00:13,469
Vous venez de vous froisser un muscle
et l'inflammation est insupportable.

2
00:00:13,469 --> 00:00:16,717
Vous aimeriez avoir de la glace
pour atténuer la douleur,

3
00:00:16,717 --> 00:00:21,095
mais pour ça, vous auriez dû mettre
la poche de glace au congélateur avant.

4
00:00:21,095 --> 00:00:23,210
Heureusement, il existe une autre option.

5
00:00:23,210 --> 00:00:27,937
Un cryosac peut être laissé
à température ambiante jusqu'à utilisation,

6
00:00:27,937 --> 00:00:32,844
il suffit alors de le craquer
pour sentir le frais en quelques secondes.

7
00:00:33,774 --> 00:00:37,141
Mais comment un produit passe-t-il
de la température ambiante à glaciale

8
00:00:37,141 --> 00:00:38,777
en aussi peu de temps ?

9
00:00:38,777 --> 00:00:41,184
La réponse est dans la chimie.

10
00:00:41,184 --> 00:00:44,404
Votre cryosac contient de l'eau
et un composant solide,

11
00:00:44,404 --> 00:00:49,657
habituellement du nitrate d'ammonium,
dans différents compartiments séparés.

12
00:00:49,657 --> 00:00:52,588
Lorsque la séparation est brisée,
le solide se dissout

13
00:00:52,588 --> 00:00:55,644
provoquant ce qu'on appelle
une réaction endothermique,

14
00:00:55,644 --> 00:00:58,521
qui absorbe la chaleur
de ce qui l'entoure.

15
00:00:58,521 --> 00:01:00,598
Pour comprendre comment
ça fonctionne,

16
00:01:00,598 --> 00:01:04,448
on s'intéresse aux deux forces motrices
derrière le procédé chimique :

17
00:01:04,448 --> 00:01:07,186
l'énergétique et l'entropie.

18
00:01:07,186 --> 00:01:12,327
Ça détermine si un changement se produit
et si oui, comment l'énergie se répand.

19
00:01:13,027 --> 00:01:17,380
En chimie, l'énergétique implique
les forces attractives et répulsives

20
00:01:17,380 --> 00:01:20,317
entre les particules
au niveau moléculaire.

21
00:01:20,317 --> 00:01:26,024
Cette échelle est si petite qu'il y a
plus de molécules d'eau dans un seul verre

22
00:01:26,024 --> 00:01:29,274
que d'étoiles connues dans l'univers.

23
00:01:29,274 --> 00:01:31,527
Et ces milliers de milliards de molécules

24
00:01:31,527 --> 00:01:36,181
bougent, vibrent et tournent
en permanence à différentes vitesses.

25
00:01:36,181 --> 00:01:39,785
La température peut être une mesure
de la quantité de mouvement moyenne,

26
00:01:39,785 --> 00:01:42,800
aussi appelée énergie cinétique,
des particules.

27
00:01:42,800 --> 00:01:46,676
Si le mouvement augmente,
alors la température aussi,

28
00:01:46,676 --> 00:01:48,302
et vice versa.

29
00:01:48,732 --> 00:01:51,596
Le flux de chaleur de chaque
transformation chimique

30
00:01:51,596 --> 00:01:54,836
dépend de la force relative
des interactions des particules

31
00:01:54,836 --> 00:01:57,690
dans chacun des états chimiques
de la substance.

32
00:01:57,690 --> 00:02:00,671
Quand des particules ont
une force d'attraction mutuelle forte,

33
00:02:00,671 --> 00:02:03,923
elles se déplacent l'une vers l'autre,
jusqu'à être si proches,

34
00:02:03,923 --> 00:02:07,354
que les forces répulsives les repoussent.

35
00:02:07,354 --> 00:02:09,694
Si l'attraction initiale était
suffisamment forte,

36
00:02:09,694 --> 00:02:13,286
les particules vont continuer
de faire des va-et-vient ainsi.

37
00:02:13,286 --> 00:02:16,084
Plus l'attraction est grande,
plus le mouvement est rapide,

38
00:02:16,084 --> 00:02:18,764
et puisque la chaleur est
essentiellement un mouvement,

39
00:02:18,764 --> 00:02:22,463
quand une substance évolue vers un état
où les interactions sont plus fortes,

40
00:02:22,463 --> 00:02:24,150
le système s'échauffe.

41
00:02:24,150 --> 00:02:26,437
Mais nos cryosacs font le contraire,

42
00:02:26,437 --> 00:02:29,209
donc quand le solide
se dissout dans l'eau,

43
00:02:29,209 --> 00:02:33,336
les interactions des particules solides
avec les molécules d'eau

44
00:02:33,336 --> 00:02:37,363
sont plus faibles que les interactions
qui existaient avant séparément.

45
00:02:37,363 --> 00:02:40,341
Ça ralentit les deux types de particules
en moyenne,

46
00:02:40,341 --> 00:02:42,492
et refroidit la solution complète.

47
00:02:42,492 --> 00:02:46,731
Mais pourquoi changer vers un état
où les interactions sont plus faibles ?

48
00:02:46,731 --> 00:02:51,048
Pourquoi les interactions fortes
n'empêchent pas le solide de se dissoudre?

49
00:02:51,048 --> 00:02:53,380
C'est là que l'entropie entre en jeu.

50
00:02:53,380 --> 00:02:56,271
L'entropie décrit comment
les objets et l'énergie

51
00:02:56,271 --> 00:02:59,505
sont distribués en fonction
du mouvement aléatoire.

52
00:02:59,505 --> 00:03:03,265
Si vous considérez l'air d'une pièce,
il y a énormément d'arrangements possibles

53
00:03:03,265 --> 00:03:05,972
pour les milliers de milliards
de particules en lui.

54
00:03:05,972 --> 00:03:09,317
Quelques-uns auront toutes
les molécules d'oxygène dans un coin,

55
00:03:09,317 --> 00:03:11,898
et toutes celles d'azote dans un autre.

56
00:03:11,898 --> 00:03:14,513
Mais beaucoup plus auront tout mélangé,

57
00:03:14,513 --> 00:03:17,250
et c'est pourquoi l'air
est toujours dans cet état.

58
00:03:17,530 --> 00:03:20,846
Mais s'il y a des forces
attractives fortes entre les particules,

59
00:03:20,846 --> 00:03:24,209
la probabilité de certaines configurations
peut changer

60
00:03:24,209 --> 00:03:27,930
et les probabilités ne favorisent plus
certains mélanges de substances.

61
00:03:28,130 --> 00:03:31,000
On peut prendre l'exemple
de l'huile et de l'eau.

62
00:03:31,000 --> 00:03:35,196
Mais dans le cas du nitrate d'ammonium,
ou d'une autre substance de votre cryosac,

63
00:03:35,196 --> 00:03:38,619
les forces attractives ne suffisent pas
à changer les probabilités,

64
00:03:38,619 --> 00:03:42,625
et le mouvement aléatoire sépare
les particules du solide

65
00:03:42,625 --> 00:03:47,313
en les dissolvant dans l'eau et en les
empêchant de retourner à l'état solide.

66
00:03:47,313 --> 00:03:50,895
Pour résumer, votre cryosac se refroidit
parce que le mouvement aléatoire

67
00:03:50,895 --> 00:03:55,470
créé plus de configurations où
le solide et l'eau se mélangent

68
00:03:55,470 --> 00:03:58,760
et elles ont toutes de plus faibles
interactions entre particules,

69
00:03:58,760 --> 00:04:00,700
un plus faible mouvement des particules,

70
00:04:00,700 --> 00:04:05,143
et moins de chaleur
que dans le cryosac non utilisé.

71
00:04:05,143 --> 00:04:08,122
Donc si le désordre créé par l'entropie

72
00:04:08,122 --> 00:04:10,513
a peut-être causé votre blessure du début,

73
00:04:10,513 --> 00:04:14,948
elle est aussi là pour créer la fraicheur
qui atténue votre douleur.