Gravure de 1885 : un village de montagne sous la neige, entre des arbres nus, avec des sommets au fond et des lièvres dans la neige

l’odeur du froid

Neige

Neige

l’odeur du froid

Beaucoup de gens disent sentir la neige avant qu’elle tombe. Le plus curieux, c’est que la neige elle-même n’a presque pas d’odeur. Ce que le nez enregistre un jour de neige, c’est surtout ce qui manque à l’air, et le froid qui entre.

Son odeur
Presque rien
Pourquoi
Le froid retient les odeurs
Quand
Avant et pendant la chute de neige
Molécule
Aucune identifiée ; ce que l’on sent, c’est le froid
Neige fraîche
Jusqu’à 99 % d’air

À quoi sent la neige ?

Propre, froide et presque vide. C’est davantage une sensation qu’une odeur : l’air paraît plus net, le nez semble plus dégagé et picote un peu. Ce qui, en été, arrive de loin, comme la résine d’une pinède ou la terre, il faut aller le chercher de près un jour de gel.

Pourquoi dit-on qu’elle a une odeur ?

Par temps froid, l’air transporte moins d’odeurs. Plus la température baisse, moins les molécules s’évaporent : à 0 °C, l’α-pinène, l’odeur du pin, a une pression de vapeur quatre fois plus faible qu’à 20 °C, et à −10 °C, environ neuf fois plus faible. Les plantes, en outre, en émettent moins : l’émission de monoterpènes des feuilles et des aiguilles diminue de plus de moitié à chaque baisse de dix degrés. Et la neige lave l’air. Dans une étude menée à León, en Espagne, la première demi-heure de chute de neige a fait baisser de 22 à 36 % le nombre de particules, selon leur taille ; les plus petites, davantage.

En même temps, le froid se sent. L’air glacé refroidit la muqueuse du nez et active TRPM8, un récepteur des fibres du nerf trijumeau qui répond aussi au menthol. Cette fraîcheur se lit comme un nez dégagé, même s’il n’entre pas plus d’air. Et même si un jour de neige semble humide, l’air saturé à 0 °C contient quatre fois moins de vapeur d’eau qu’à 20 °C : en se réchauffant dans le nez, il évapore l’eau de la muqueuse et la refroidit davantage encore. Ce que nous appelons l’odeur de la neige, c’est en bonne partie cela : moins d’odeurs, moins de particules et du froid dans le nez. Quant à savoir si on la sent vraiment avant qu’elle tombe, personne ne l’a démontré. On a mesuré si l’humidité modifie l’odorat, et les résultats ne concordent pas : une étude a trouvé une sensibilité accrue en air humide ; deux autres, aucune différence.

Les molécules

Ici, pas de formules, et c’est voulu : personne n’a isolé de molécule de l’« odeur de neige ». La neige n’est pas muette pour autant sur le plan chimique. Au soleil, le manteau neigeux libère des oxydes d’azote et de petites molécules organiques, comme le formaldéhyde, l’acétaldéhyde ou l’acétone, et au pôle Sud, l’air qui le surmonte fabrique de l’ozone au rythme de 3 ou 4 parties par milliard et par jour. Mais ce sont des quantités hors de portée du nez : au-dessus de la neige de la côte antarctique, on mesure environ 130 parties par billion de formaldéhyde, et son seuil olfactif se situe entre 0,5 et 1 partie par million, des milliers de fois plus. Et la neige ne naît pas de l’eau seule : dans de la neige fraîche, parmi les noyaux qui font geler l’eau au-dessus de −7 °C, de 69 à 100 % se sont révélés biologiques, et une bonne partie étaient des bactéries. Une fois au sol, la neige fraîche est presque entièrement faite d’air, et elle offre une surface énorme : un kilo de cristaux ramifiés peut dépasser 150 mètres carrés. Des molécules organiques de l’air s’y fixent, surtout les grosses et les peu solubles dans l’eau, et d’autant plus qu’il fait froid. Dessous, le sol reste vivant : dans une pinède de Finlande, on a mesuré des terpènes dans le manteau neigeux en plein hiver, plus concentrés à mesure qu’on approchait de la terre, et leur teneur s’est envolée quand le poids de la neige a brisé des cimes et couché des arbres.

Pour le sentir vous-même

Mettez au congélateur un verre contenant une cuillerée de café moulu, et laissez-en un autre identique à côté. Une demi-heure plus tard, sentez les deux : le verre froid sent beaucoup moins. Réchauffez-le entre vos mains quelques minutes et sentez-le de nouveau : l’odeur revient à mesure qu’il se réchauffe. C’est ce qui arrive à l’air un jour de gel. Pour l’autre moitié de l’odeur de neige, froissez une feuille de menthe entre vos doigts et respirez tout près : vous sentirez du froid dans le nez sans qu’il fasse froid, parce que le menthol allume le même récepteur que l’air glacé.

Le mot

Neige ne vient pas directement du latin nix, nivis : c’est un déverbal de neiger, issu du latin populaire *nivicare. Il a supplanté l’ancien français noif, issu du même mot latin, que l’on ne rattachait plus au verbe et qui se confondait avec noiz, la noix. Flocon a d’abord désigné une petite touffe de poils, en 1178 ; on le dit de la neige depuis 1622. Frais, ce que l’on dit le plus de l’air d’un jour de neige, vient du germanique *frisk, « récent, inaltéré » : d’où ses deux sens, « légèrement froid » et « récent ». La neige qui tient toute l’année en haute montagne a son propre nom, névé, un mot franco-provençal tiré de la forme dialectale du latin nix. Il est attesté en 1840, chez Louis Agassiz, dans ses Études sur les glaciers.

En parfumerie

La neige ne se distille ni ne s’extrait : il n’y a pas de matière première dont partir. Ce qui porte ce nom dans un parfum ou une bougie est toujours un accord, l’idée qu’un parfumeur se fait de cet air. La seule chose qui ait une base chimique claire, c’est la sensation de froid : le menthol et d’autres molécules rafraîchissantes allument le même récepteur que l’air glacé. Ce récepteur a justement été découvert grâce au menthol : deux laboratoires l’ont identifié séparément en 2002, ceux de David Julius et d’Ardem Patapoutian, qui ont reçu pour cela, entre autres découvertes, le prix Nobel de médecine 2021.

Le saviez-vous ?

En 135 av. J.-C., le philosophe chinois Han Ying écrivait que les fleurs des plantes ont le plus souvent cinq pointes, et celles de la neige, toujours six. Kepler se demanda pourquoi en 1611, dans un petit livre écrit comme cadeau de Nouvel An. La réponse vint en 1929, quand William Barnes observa aux rayons X le réseau hexagonal dans lequel s’ordonnent les molécules de la glace. En 1885, l’année où parut la gravure de cette planche, Wilson Bentley photographia au microscope son premier cristal de neige.

Voir aussi : Terre mouillée, Pin à crochets.

Sources
  1. McKemy, D. D.; Neuhausser, W. M.; Julius, D. « Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation ». Nature 416, 52–58 (2002). doi:10.1038/nature719
  2. Peier, A. M. et al. « A TRP channel that senses cold stimuli and menthol ». Cell 108(5), 705–715 (2002). doi:10.1016/S0092-8674(02)00652-9
  3. The Nobel Assembly at Karolinska Institutet. « The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2021 », communiqué de presse, 4-10-2021. nobelprize.org.
  4. Eccles, R.; Jones, A. S. « The effect of menthol on nasal resistance to air flow ». The Journal of Laryngology & Otology 97(8), 705–709 (1983). doi:10.1017/S002221510009486X
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  6. Kuehn, M.; Welsch, H.; Zahnert, T.; Hummel, T. « Changes of pressure and humidity affect olfactory function ». European Archives of Oto-Rhino-Laryngology 265(3), 299–302 (2008). doi:10.1007/s00405-007-0446-2
  7. Philpott, C. et al. « The effect of temperature, humidity and peak inspiratory nasal flow on olfactory thresholds ». Clinical Otolaryngology and Allied Sciences 29(1), 24–31 (2004). doi:10.1111/j.1365-2273.2004.00760.x
  8. Drews, T.; Nehring, M.; Werner, A.; Hummel, T. « The sense of smell is not strongly affected by ambient temperature and humidity: a prospective study in a controlled environment ». European Archives of Oto-Rhino-Laryngology 278(5), 1465–1469 (2021). doi:10.1007/s00405-020-06436-3
  9. National Institute of Standards and Technology. NIST Chemistry WebBook, SRD 69, « alpha-Pinene » : enthalpie de vaporisation de 46,61 kJ/mol à 288 K (Hawkins et Armstrong, 1954). Les rapports à 0 °C et à −10 °C sont calculés avec l’équation de Clausius-Clapeyron.
  10. Guenther, A. B.; Zimmerman, P. R.; Harley, P. C.; Monson, R. K.; Fall, R. « Isoprene and monoterpene emission rate variability: model evaluations and sensitivity analyses ». Journal of Geophysical Research 98(D7), 12609–12617 (1993). doi:10.1029/93JD00527
  11. Alduchov, O. A.; Eskridge, R. E. « Improved Magnus form approximation of saturation vapor pressure ». Journal of Applied Meteorology 35(4), 601–609 (1996). doi:10.1175/1520-0450(1996)035<0601:IMFAOS>2.0.CO;2
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  13. Christner, B. C.; Morris, C. E.; Foreman, C. M.; Cai, R.; Sands, D. C. « Ubiquity of biological ice nucleators in snowfall ». Science 319, 1214 (2008). doi:10.1126/science.1149757
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  15. Sumner, A. L.; Shepson, P. B. « Snowpack production of formaldehyde and its effect on the Arctic troposphere ». Nature 398, 230–233 (1999). doi:10.1038/18423
  16. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Summary, rubriques « Odor », « Taste » et « Odor Threshold » (données de la Hazardous Substances Data Bank), CID 712 (formaldéhyde).
  17. Domine, F. et al. « Snow physics as relevant to snow photochemistry ». Atmospheric Chemistry and Physics 8, 171–208 (2008). doi:10.5194/acp-8-171-2008
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  19. Aaltonen, H. et al. « Snowpack concentrations and estimated fluxes of volatile organic compounds in a boreal forest ». Biogeosciences 9, 2033–2044 (2012). doi:10.5194/bg-9-2033-2012
  20. Libbrecht, K. G. Snow Crystals. California Institute of Technology (2019), chap. 1. arXiv:1910.06389.
  21. Centre national de ressources textuelles et lexicales (CNRTL), Trésor de la langue française informatisé, s. v. « neige », « neiger », « flocon », « frais » et « névé ».

Planche : « Soir d’hiver en montagne » (Winterabend im Gebirge), gravure d’après un dessin de Richard Püttner. Die Gartenlaube, 1885. Recadrage sur le centre.