Pourquoi l'eau liquide augmente-t-elle de volume en devenant solide ?

Vous avez peut être déjà essayé de remplir une bouteille d'eau et de la mettre au congélateur, le résultat ? la bouteille explose... vous vous retrouvez avec un volume de glace plus important que le volume d'eau que vous avez mis dans la bouteille. Alors pourquoi l'eau liquide augmente-t-elle de volume en se solidifiant ?

De formule chimique H₂O, l'eau est une molécule assez simple de la chimie qui peut se trouver sous forme solide, liquide ou gazeuse.

Dans l'eau liquide, les molécules d'eau sont très mobiles et désordonnées, elles sont libres de s'orienter de manière quasi indépendantes les unes des autres. Lorsque l'eau se solidifie sous l'effet d'une baisse de température, les molécules s'organisent en maille moléculaire de forme hexagonale. 

Une fois les molécules rangées en hexagone, il existe beaucoup plus de vide entre elles que lorsqu'elle étaient désordonnées à l'état liquide. C'est ce vide supplémentaire qui est à l'origine d'une augmentation de volume d'environ 10%.

Cette air piégé entre les molécules d'H₂O est également à l'origine de la baisse de densité de la glace par rapport à l'eau, c'est pour cela que la glace flotte sur l'eau.