Des chercheurs français ont (probablement) observé de l’hydrogène métallique

Eric Bottlaender
Spécialiste espace
03 février 2020 à 16h57
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Equipe Hydrogène métallique
L'équipe dans son laboratoire de recherche

Première mondiale, espérée depuis 80 ans, l'observation de l'hydrogène sous forme métallique ouvre de nouvelles perspectives.

Les trois chercheurs du CEA et du CNRS ont pour cela mis en place une expérience extrême.


L'hydrogène est METAL

Un seul regard au tableau périodique des éléments suffit pour s'assurer que l'hydrogène ne fait pas partie du groupe des métaux. Mais il y a 80 ans, l'américain Eugene Wigner (alors futur prix Nobel) prédisait qu'à très haute pression et à très basse température, l'hydrogène pouvait se comporter comme un métal conducteur. Comment ? Eh bien « tout simplement » en plaçant les atomes les plus simples de l'univers dans des conditions telles que leur unique électron s'affranchit de l'attraction du proton.

Mais pour obtenir cet état de matière jusqu'ici jamais observé, les trois chercheurs (Paul Loubeyre et Florent Occelli du CEA, et Paul Dumas du CNRS, qui ont publié leurs résultats dans Nature) ont placé l'hydrogène dans une chambre haute pression à -192°C, puis activé une « presse à enclumes » de diamant, qui a soumis les atomes à des pressions supérieures de 4,25 millions de fois à celle de l'atmosphère.

Expérience unique

Les scientifiques ont observé avec une grande précision ce qui se passait au sein de cette presse unique, à l'aide d'un faisceau infrarouge (un « rayonnement infrarouge synchrotron » pour être précis). Ils ont détecté le changement d'état de l'hydrogène, ainsi que la pression à laquelle le changement avait lieu.

Si l'expérience doit encore être reproduite et que les chercheurs eux-mêmes sont encore prudents, ils sont probablement les premiers à avoir observé de l'hydrogène métallique... Une preuve supplémentaire sera de mesurer sa conductivité.

De grandes promesses

L'hydrogène métallique existe très certainement à l'état naturel, au centre des géantes gazeuses comme Jupiter ou Saturne (l'un des objectifs de la sonde Juno actuellement en orbite est de révéler les propriétés du « cœur » de notre géante).

Pouvoir en générer en laboratoire et étudier ses propriétés avec précision est donc un grand pas en avant pour mieux comprendre notre Univers. Par ailleurs, il se trouve que sous forme métallique, l'hydrogène a des atouts qui font saliver la recherche appliquée. En effet, il pourrait être supraconducteur à des températures et pressions ambiantes, et conserver une densité énergétique jusqu'ici totalement inédite, pour de futures batteries ou même pour du carburant spatial à haute efficacité. Mais pour parvenir à cela, il faudra encore écraser quelques barrières !

Source : CEA
Modifié le 04/02/2020 à 09h15
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