Questions aux experts

"La classe de ma collègue, regroupant des enfants de CE2 aimerait savoir si des bulles d'air peuvent longtemps séjourner, emprisonnées dans l'eau."

Une bulle d'air peut a priori séjourner dans l'eau longtemps, à condition qu'on l'empêche de remonter à la surface, ou elle éclaterait irrémédiablement (à moins que la tension superficielle de l'eau ne soit diminuée par adjonction d'un tensioactif). Cette condition est bien rarement satisfaite, et c'est pour cette raison que l'observation de bulles d'air stables dans l'eau ne peut être réalisée très facilement.
Toutefois, les insectes aquatiques, comme certaines espèces de libellules ou de moustiques, utilisent cette propriété. Ils se développent sous l'eau, attachés à une herbe, la larve étant placée dans une bulle d'air qui lui permet de respirer.
Bien évidemment, la durée de vie de la bulle est d'autant plus allongée que l'eau est plus saturée en air dissous, sans quoi elle se résorbe pour se dissoudre à son tour.
>"Par ailleurs, ils se demandent si on peut en retrouver la trace dans l'eau, sous une autre forme."
Je ne comprends pas bien la question.
Il me semble toutefois important d'ajouter que l'air, comme je l'ai écrit ci-dessus, peut exister dans l'eau sous forme dissoute, et donc invisible. C'est ce qui permet aux poissons et crustacés de se procurer le dioxygène nécessaire au fonctionnement de leurs organes.
Dans la mesure où la quantité de gaz qu'il est possible de dissoudre dans un liquide augmente avec la pression, cette dissolution peut être mise en évidence en diminuant brutalement la pression du liquide. C'est ce qui se produit lorsque l'on ouvre une bouteille de boisson gazeuse (Champagne, eau pétillante, soda, cidre, bière...) : la pression chute brutalement, et le gaz dissous (le dioxyde de carbone cette fois, et non plus l'air) s'échappe du liquide.
Il ne le fait heureusement pas d'un seul coup, car le processus nécessite le passage de ce que l'on appelle une "barrière d'activation", ce qui ralentit le dégazage. Quelle que soit la quantité de gaz dissous, une bulle doit en effet posséder un volume minimal pour pouvoir grossir, sans quoi elle se résorbe.
Cette barrière d'activation peut toutefois être abaissée en présence de substances poreuses ou de petits grains solides. C'est pour cette raison que la bière déborde si on lui ajoute du sucre en poudre, et que les bulles se forment toujours sur les parois du récipient qui contient le liquide.
Une autre façon de franchir cette barrière d'activation consiste à agiter le récipient avant de l'ouvrir : le liquide emprisonne alors le gaz présent autour de lui, et il se forme une multitude de petites bulles dont le volume est suffisant pour qu'elles puissent grossir une fois le récipient ouvert.
Si le récipient reste fermé, ces bulles se résorbent progressivement car l'atmosphère du récipient est saturée en dioxyde de carbone, et il peut être ouvert sans danger peu de temps après.
Enfin, pour accélérer le dégazage, plutôt que d'abaisser la pression du liquide, il suffit d'en augmenter la température ; ainsi, les premières bulles qui se forment dans une casserole d'eau que l'on fait chauffer ne sont pas constituées de vapeur d'eau, mais de l'air dissous qui s'échappe du liquide.
Pour terminer, notons qu'il est facile de prouver que l'introduction d'une cuiller en argent dans une bouteille de Champagne n'a aucun effet sur la préservation de son effervescence, quoi qu'on en dise ! "