Des Physiciens d'Amsterdam Impriment de la Glace Pure par Refroidissement Évaporatif sous Vide

Des physiciens de l'Institut de Physique de l'Université d'Amsterdam ont présenté en décembre 2025 une méthode nouvelle pour l'impression tridimensionnelle d'objets constitués uniquement de glace pure. Cette technique élimine le besoin d'infrastructures de réfrigération externes, de cryogénie ou de substrats refroidis, reposant uniquement sur les principes de l'évaporation naturelle au sein d'une chambre à vide. Le procédé illustre des phénomènes thermodynamiques fondamentaux, notamment la chaleur latente, le refroidissement par évaporation et les transitions de phase dépendantes de la pression.

La démonstration de faisabilité a consisté en la fabrication d'un modèle de sapin de Noël en glace, d'une hauteur de huit centimètres, achevé en environ vingt-six minutes. Les chercheurs Menno Demmenie, Stefan Kooij et Daniel Bonn ont documenté cette découverte dans un pré-print arXiv, soulignant une approche simple et potentiellement adaptable pour la fabrication d'objets glacés. Contrairement aux méthodes traditionnelles qui nécessitent souvent de l'azote liquide ou de l'hélium pour stabiliser l'eau solide, cette approche n'emploie qu'une pompe à vide et une imprimante 3D modifiée, ce qui simplifie la logistique et réduit les coûts opérationnels.

Le mécanisme repose sur l'extrusion d'un jet d'eau de taille micrométrique dans un environnement de pression extrêmement faible. Sous cette pression ambiante réduite, l'eau s'évapore rapidement, même à température ambiante, retirant ainsi la chaleur latente du liquide restant. Ce retrait thermique fait chuter la température des molécules d'eau restantes jusqu'à un état liquide surfondu, se situant bien en dessous du point de congélation de 0 °C. La finesse du jet, comparable au diamètre d'un cheveu humain, est d'environ seize micromètres.

Lorsqu'il entre en contact avec le substrat ou la couche de glace déjà déposée, ce jet d'eau surfondue gèle quasi instantanément, permettant une construction stable, couche par couche, y compris pour des géométries complexes comme des cônes ou des piliers verticaux. Cette solidification immédiate prévient les problèmes de projection ou de flou observés dans d'autres techniques d'impression. L'absence de matériau de support constitue un avantage significatif, chaque nouvelle strate adhérant et se stabilisant sans échafaudage temporaire. Une fois l'impression achevée, l'arrêt de la pompe à vide permet à l'objet de fondre de manière contrôlée en eau pure.

Les chercheurs envisagent des applications concrètes dans divers domaines. En biologie, ces structures de glace pure pourraient servir d'échafaudages temporaires pour l'ingénierie tissulaire, offrant une structure poreuse imitant la vascularisation sans les contraintes des matériaux permanents. En ingénierie, la méthode est pertinente pour la création de canaux microfluidiques complexes, où les conduits pourraient être éliminés par fusion sélective après fabrication. De plus, la simplicité et le faible besoin en infrastructure ouvrent la voie à des applications extraterrestres, notamment sur Mars, où les conditions de basse pression sont naturellement réunies.