Quand arrive l’heure de l’hiver, nous, petits et grands, n’avons plus qu’une idée en tête : voir tomber la neige.

La neige phénomène magique mais purement naturel

La neige est, au même titre que la pluie, une forme de précipitations. Elle se forme dans les nuages de la couche la plus froide de l’atmosphère, la mésosphère. La température peut atteindre à cet endroit jusqu’à 200 degré kelvin, soit - 73 °C. Grâce aux mouvements d’air, de la vapeur, issue de l’évaporation naturelle de nos lacs et océans et stockée dans la toposphère (la couche la plus basse de l’atmosphère) remonte dans les couches les plus froides. Là, la vapeur commence à se condenser autour de petites poussières et forme de petits cristaux qui continuent à grossir grâce aux gouttelettes d’eau présentes dans les nuages. Ils fusionnent les uns avec les autres et finissent par tomber des nuages à cause de leur poids.

A ce stade, le fait de voir tomber des flocons du ciel n’est pas encore gagné. La température sur Terre joue beaucoup. Il ne faut pas que la température ambiante dépasse 3°C voire même 0°C et pour que la neige tienne au sol, il faut que ce dernier soit froid. A notre latitude, il fait surtout froid en hiver. A cette époque les journée sont plus courtes car les rayons du soleil tapent moins perpendiculairement à la surface de la terre qu’en été. Ce phénomène est du à la forme elliptique de la trajectoire de la terre autour du soleil et à l’inclinaison de la terre.

Schéma de la rotation de la terre autour du Soleil
(Crédit : Maxicours)

Une  fois arrivée à nos pieds, la neige est en constante évolution à cause du vent, de la pluie, du soleil,… jusqu’à finir par fondre et redevenir de l’eau liquide ruisselante ou absorbée par les sols.

Avec des yeux avertis, trois types de neige sont différenciables : la neige sèche, la neige humide et la neige mouillée. La première est légère et poudreuse et tombe en montagne pour le plaisir des skieurs alors que les deux dernières tombent surtout en plaine et sont assez lourdes et pâteuses. Mais où que nous soyons, la neige est toujours blanche et scintillante  car ses cristaux dévient les rayons du soleil dans tous les sens entraînant un mélange de toutes les couleurs de la lumière pour donner du blanc.

La neige n’est pas dangereuse à la différence de la grêle mais elle a longtemps été associée à la mort à la fois pour les humains et pour les plantes, avec le développement de maladie ou d’avalanche. Aujourd’hui elle est surtout synonyme de vacances, de joie, de Noël, de ski,… mais aussi de jeux. Mais attention, même si les enfants trouvent cela ludique, il n’est pas recommandé d’en manger en grande quantité car c’est une éponge à pollution et elle désaltère beaucoup moins que l’eau.

Depuis quelques années, la diminution de la quantité de neige inquiète les professionnels de la montagne : moniteur de ski, guide,… mais aussi les touristes. Pourtant personne ne baisse les bras et de nombreuses recherches sont menées pour trouver comment faire tomber la neige.

Des bactéries comme solution

Il existe des bactéries glaciogènes qui ont la capacité de contrôler la morphologie et la croissance des cristaux de neige. Pseudomonas syringae est l’une d’entre elles. Découverte en 1899, sur un lilas malade, c’est une bactérie qui peut infecter les végétaux et provoquer des nécroses. On dit qu’elle est phytopathogène. Mais ce n’est pas sa seule propriété. Elle alterne deux phases. La première est une phase de vie épiphyte, durant laquelle elle vit à la surface des feuilles et des branches d’une plante. La seconde, quant à elle, est une phase pathogène lorsque la bactérie arrive à pénétrer à l’intérieur de la plante et qu’elle devient toxique pour cette dernière.

Pour pénétrer plus facilement dans les plantes qu’elles cherchent à infecter, les bactéries favorisent le gel de celles-ci. Tout d’abord, il faut savoir que le gel de l’eau pure n’est pas un processus spontané, il nécessite un premier cristal ou une impureté. P. syringae intervient à ce moment, elle fabrique une protéine, appelée INP, qui est capable d’orienter les molécules d’eau pour former le début d’un flocon. Pour cela les protéines de plusieurs bactéries se lient entre elles pour former un noyau glaciogène. C’est un grain de matière vivante ou non qui favorise la formation de cristaux à des températures proches ou légèrement supérieur à 0°C.

On retrouve ces bactéries dans les nuages mais il est assez dangereux de les utiliser pour fabriquer de la neige artificielle. Des entreprises ont tout de même essayé de contrecarrer cela en n’utilisant que les protéines après les avoir isolées des bactéries. C’est le cas de la marque Snowmax qui fabrique des additifs à utiliser dans les canons à neige. Ces derniers  fabriquent des petits morceaux de glaces en projetant de l’eau grâce à de l’air.

Mais ce n’est pas la seule application de cette bactérie, on peut aussi utiliser ses protéines pour congeler des aliments mais aussi pour le développement de vaccins vivants. D’autres bactéries ont ce même pouvoir : Erwinia herbicola, Xanthomonas Campestris,…

L’étude de toutes ces bactéries permettrait aussi de comprendre comment limiter leur dangerosité envers les plantes en neutralisant leurs protéines. Mais entre la neige et la nourriture, il faudra choisir.

Léa MARTEL

Sources :
- GAIGNARD Jl, LUISETTI J. Pseudomonas syringae, bactérie épiphyte, glaçogène et pathogène. Agronomie,EDP Sciences, 1993, 13 (5), pp.333-370. [en ligne] https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00885556/document
- LEBRETON Alice. La bactérie du flocon de neige. Lemonde.fr. 13-02-19. [en ligne]  https://www.lemonde.fr/sciences/article/2019/02/13/la-bacterie-du-flocon-de-neige_5423116_1650684.html
- METEO FRANCE. La neige en plaine. La neige en plaine en questions. [en ligne] www.meteofrance.fr/prevoir-le-temps/phenomenes-meteo/la-neige-en-plaine
- MONTEIL Caroline. Écologie de Pseudomonas syringae dans un bassin versant : vers un modèle de transfert : des habitats naturels aux agro-systèmes. Sciences de la Terre. Université d’Avignon, 2011.Français. [en ligne] https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00916593/file/Manusc-These13derniA_re_-_version.pdf

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