Les propriétés de l’eau : ce que la science établit et ce qui reste hypothétique

L’eau paraît simple : deux atomes d’hydrogène associés à un atome d’oxygène. Son comportement collectif est pourtant particulièrement complexe.

Certaines de ses propriétés sont parfaitement établies. D’autres phénomènes font encore l’objet de recherches. Enfin, plusieurs affirmations populaires — mémoire durable, quatrième état, énergie vitale ou information thérapeutique — dépassent largement les données disponibles.

Distinguer ces niveaux permet de conserver un regard ouvert sans présenter une hypothèse comme un fait.

Une molécule polaire

La molécule d’eau est polaire. La répartition des charges électriques n’y est pas uniforme : la zone proche de l’oxygène est légèrement négative, tandis que les zones proches des hydrogènes sont légèrement positives.

Cette polarité permet la formation de liaisons hydrogène entre les molécules.

Ces liaisons expliquent une grande partie des propriétés particulières de l’eau :

• une température d’ébullition élevée pour une molécule aussi petite ;

• une forte capacité thermique ;

• une tension superficielle importante ;

• une grande aptitude à dissoudre les ions et les molécules polaires ;

• une organisation particulière lors de la congélation.

Pourquoi la glace flotte-t-elle ?

La densité de l’eau liquide atteint son maximum vers 4 °C.

Lorsque l’eau se refroidit jusqu’à cette température, elle devient progressivement plus dense. En dessous de 4 °C, elle recommence à se dilater. Lors de la congélation, les molécules s’organisent dans un réseau plus ouvert. La glace devient ainsi moins dense que l’eau liquide.

Cette anomalie permet à la glace de rester à la surface des lacs. L’eau située en profondeur demeure liquide plus longtemps, ce qui contribue à la survie des organismes aquatiques pendant l’hiver.

L’eau liquide possède-t-elle une structure ?

Oui, mais cette structure est dynamique.

Dans l’eau liquide, les molécules forment un réseau tridimensionnel de liaisons hydrogène. Ces liaisons se rompent et se reforment continuellement. Leur durée caractéristique est de l’ordre de la picoseconde, soit environ un millième de milliardième de seconde.

Il existe donc des organisations moléculaires locales et transitoires. Il ne s’agit pas de structures fixes conservées durablement dans un verre ou une bouteille.

La température, la pression, les ions, les molécules dissoutes et les surfaces en contact avec l’eau modifient cette organisation dynamique.

L’eau au voisinage des surfaces biologiques

L’eau située près d’une membrane, d’une protéine ou d’une surface minérale ne se comporte pas exactement comme l’eau libre.

Les charges électriques et les groupes chimiques présents à la surface orientent localement les molécules d’eau. Cette couche d’hydratation joue un rôle essentiel dans :

• la structure des protéines ;

• les interactions entre molécules ;

• le fonctionnement des membranes ;

• le transport des ions ;

• les réactions enzymatiques.

Parler d’une eau « organisée » à proximité d’une interface peut donc avoir un sens scientifique précis. Cela ne signifie pas que toute l’eau d’un récipient acquiert un nouvel état stable ou une propriété thérapeutique.

La zone d’exclusion de Gerald Pollack

Gerald Pollack et son équipe ont décrit, à proximité de certaines surfaces hydrophiles, des zones dont les microsphères et certains solutés semblent être exclus. Ce phénomène expérimental est appelé « zone d’exclusion » ou EZ.

L’existence d’une exclusion de particules près de certaines interfaces est documentée. Son mécanisme reste discuté.

Pollack propose une organisation particulière de l’eau et parle parfois d’un « quatrième état ». D’autres chercheurs expliquent le phénomène par :

• des gradients de concentration ;

• la diffusion de protons ;

• la diffusiophorèse ;

• les propriétés chimiques de la surface ;

• des mouvements locaux du liquide.

La zone d’exclusion ne peut donc pas être présentée comme la preuve établie d’un quatrième état général de l’eau.

La mémoire de l’eau

En 1988, Jacques Benveniste et ses collaborateurs ont publié dans Nature des résultats suggérant qu’une solution extrêmement diluée pouvait conserver une activité biologique alors qu’elle ne contenait vraisemblablement plus de molécules de la substance initiale.

Cette publication a donné naissance à l’expression « mémoire de l’eau ».

Des essais réalisés ensuite sous contrôle renforcé et en aveugle n’ont pas reproduit de manière fiable les résultats initiaux. L’idée qu’une eau pure puisse conserver durablement l’information biologique spécifique d’une substance après sa disparition n’est donc pas établie.

Cette hypothèse ne constitue pas une validation du principe de l’homéopathie.

Les travaux de Luc Montagnier

Luc Montagnier et ses collaborateurs ont publié des observations concernant des signaux électromagnétiques de basse fréquence provenant de certaines solutions aqueuses très diluées contenant initialement du matériel biologique.

Ces résultats ont suscité beaucoup d’intérêt. Ils n’ont cependant pas obtenu le niveau de réplication indépendante nécessaire pour être considérés comme établis.

Le prix Nobel reçu par un chercheur pour des travaux antérieurs ne valide pas automatiquement toutes ses hypothèses ultérieures. Chaque résultat doit être jugé selon son protocole, sa reproductibilité et sa confirmation par des équipes indépendantes.

Les domaines de cohérence

Certains modèles théoriques issus de l’électrodynamique quantique proposent que des groupes de molécules d’eau puissent adopter des comportements collectifs cohérents.

Ces modèles sont intéressants sur le plan théorique. Leur existence à l’échelle macroscopique, leur stabilité dans l’eau ordinaire et leur rôle biologique ne sont pas démontrés.

La mécanique quantique décrit nécessairement les molécules et leurs interactions. Cela ne suffit pas à conclure que l’eau stocke une information biologique durable ou qu’elle transmet une énergie thérapeutique.

Que produit un vortex ?

Un vortex met l’eau en mouvement. Il peut modifier temporairement :

• son mélange avec l’air ;

• la teneur en gaz dissous ;

• la température ;

• la répartition des particules ;

• les échanges avec les parois ;

• certaines caractéristiques gustatives.

Ces effets physiques peuvent être mesurés.

En revanche, il n’est pas démontré qu’un vortex confère à l’eau une structure moléculaire durable, une énergie vitale ou un bénéfice spécifique pour la santé.

Pour étudier correctement un vortex, il faudrait comparer des échantillons de composition identique, à température identique, dans un ordre aléatoire et avec un témoin soumis à une agitation comparable.

Une distinction essentielle

Les connaissances sur l’eau peuvent être organisées en trois niveaux.

Phénomènes établis

• polarité moléculaire ;

• liaisons hydrogène ;

• réseau moléculaire dynamique ;

• anomalie de densité ;

• hydratation des protéines et des membranes ;

• effet des ions, de la température et des interfaces.

Questions scientifiques ouvertes

• mécanismes précis de certaines zones d’exclusion ;

• rôle détaillé de l’eau interfaciale dans les systèmes biologiques ;

• comportements collectifs dans des conditions expérimentales particulières ;

• applications en filtration, catalyse et biotechnologie.

Hypothèses non démontrées

• mémoire durable de l’eau pure ;

• information thérapeutique transmise après dilution extrême ;

• quatrième état généralisé de l’eau de boisson ;

• structure stable créée par un vortex ;

• énergie vitale mesurable de l’eau ;

• bénéfice sanitaire déduit d’un signal BioWell.

Comment évaluer une affirmation sur l’eau ?

Une affirmation crédible devrait préciser :

• la composition exacte de l’échantillon ;

• la température ;

• le pH ;

• la conductivité ;

• les gaz dissous ;

• la nature du récipient ;

• la méthode de mesure ;

• la présence d’un témoin ;

• l’ordre des essais ;

• la reproductibilité indépendante.

Une différence instrumentale ne démontre pas automatiquement une différence biologique. Une différence biologique ne démontre pas nécessairement un bénéfice pour la santé.

Conclusion

L’eau possède des propriétés physicochimiques remarquables. Son réseau de liaisons hydrogène est complexe, dynamique et sensible à son environnement.

Cette complexité justifie une recherche active. Elle ne permet toutefois pas d’affirmer que l’eau possède une mémoire stable, une conscience, une énergie vitale ou une capacité thérapeutique propre.

L’enjeu scientifique n’est pas de réduire l’eau à une molécule banale. Il est de distinguer ce que l’on mesure, ce que l’on modélise et ce que l’on suppose encore.

Références

Laage D., Stirnemann G., Sterpone F., Hynes J. T. « Water jump reorientation: from theoretical prediction to experimental observation ». Accounts of Chemical Research, 2012, 45(1), 53-62.

Liu J. et al. « Hydrogen-bond structure dynamics in bulk water ». Chemical Science, 2018.

Davenas E. et al. « Human basophil degranulation triggered by very dilute antiserum against IgE ». Nature, 1988.

Maddox J., Randi J., Stewart W. W. « High-dilution experiments a delusion ». Nature, 1988.

Elton D. C., Spencer P. D., Riches J. D., Williams E. D. « Exclusion Zone Phenomena in Water—A Critical Review of Experimental Findings and Theories ». International Journal of Molecular Sciences, 2020, 21, 5041.

Montagnier L. et al. « Electromagnetic signals are produced by aqueous nanostructures derived from bacterial DNA sequences ». Interdisciplinary Sciences: Computational Life Sciences, 2009, 1, 81-90.