L’eau bout à 100 °C à pression atmosphérique normale, c’est-à-dire au niveau de la mer sous une pression de 101 325 pascals. À cette température, l’eau liquide se transforme en vapeur d’eau. Cette valeur sert de point de référence pour définir l’échelle Celsius et correspond à 373,15 kelvins.
Astuce de mémorisation
L’échelle Celsius a été construite sur deux repères : 0 °C pour la glace, 100 °C pour la vapeur. Un thermomètre Celsius, c’est une règle graduée entre la glace et la vapeur d’eau. Impossible d’oublier 100 °C quand on sait que c’est littéralement le haut de l’échelle, le plafond de l’eau liquide.
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L’essentiel à savoir
Pourquoi la pression change tout
Le point d’ébullition de l’eau n’est pas une constante absolue : il dépend directement de la pression atmosphérique. À haute altitude, la pression diminue, ce qui abaisse la température à laquelle l’eau se met à bouillir. Au sommet de l’Everest, à environ 8 849 mètres, la pression atmosphérique tombe à environ 33 700 pascals et l’eau bout autour de 70 °C. Un oeuf dur cuit donc différemment en altitude, car la température de l’eau bouillante est insuffisante pour dénaturer les protéines aussi rapidement.
À l’inverse, sous pression accrue, le point d’ébullition monte. C’est le principe de l’autoclave et de la cocotte-minute : en augmentant la pression à l’intérieur de la cuve, on fait bouillir l’eau à 120 °C environ, ce qui accélère considérablement la cuisson des aliments.
L’ébullition, un changement d’état
L’ébullition est un changement d’état de l’eau : le passage de l’état liquide à l’état gazeux. Ce phénomène ne se produit pas instantanément à 100 °C. Il nécessite un apport d’énergie supplémentaire appelé chaleur latente de vaporisation, soit environ 2 260 joules par gramme d’eau. Pendant toute la durée de l’ébullition, la température de l’eau reste stable à 100 °C malgré la chaleur fournie : toute l’énergie est consommée par le changement d’état.
L’échelle Celsius et ses deux repères
L’astronome suédois Anders Celsius propose en 1742 une échelle thermométrique à deux points fixes : la fusion de la glace et l’ébullition de l’eau à pression atmosphérique normale. Ces deux repères délimitent 100 degrés égaux. La molécule d’eau (H2O) doit en grande partie sa place centrale en science à ces propriétés thermiques exceptionnellement stables et reproductibles.
L’échelle kelvin, utilisée en physique et en chimie, place le zéro absolu à -273,15 °C. Le point d’ébullition de l’eau correspond donc à 373,15 K. La conversion entre les deux échelles est directe : T(K) = T(°C) + 273,15.
Évaporation et ébullition : deux phénomènes distincts
L’eau ne devient pas vapeur uniquement à 100 °C. L’évaporation se produit à toute température, à la surface du liquide, lorsque des molécules d’eau acquièrent assez d’énergie pour s’échapper dans l’air. L’ébullition, elle, se produit dans tout le volume du liquide simultanément, avec formation de bulles de vapeur. La distinction est importante : un verre d’eau disparaît à température ambiante par évaporation, pas par ébullition.
L’eau bout à 100 °C au niveau de la mer
Sous 101 325 Pa de pression. En altitude, cette valeur baisse.
Point d’ébullition
100 °C
373,15 K
Pression de référence
101 325 Pa
1 atmosphère standard
Au sommet de l’Everest
~70 °C
Pression ~33 700 Pa
En cocotte-minute
~120 °C
Pression supérieure à 1 atm
Chaleur latente de vaporisation
À 100 °C, l’eau n’augmente plus de température malgré la chaleur fournie. Toute l’énergie sert à rompre les liaisons entre molécules. Il faut 2 260 joules pour vaporiser un seul gramme d’eau : c’est la chaleur latente de vaporisation.
Le savais-tu ?
Anders Celsius avait initialement construit son échelle à l’envers : 0 pour l’ébullition de l’eau et 100 pour la fusion de la glace. C’est le botaniste Carl von Linné qui aurait inversé l’échelle après la mort de Celsius en 1744, pour obtenir la convention actuelle où les températures croissent avec la chaleur. L’échelle « Celsius » que le monde entier utilise n’est donc pas tout à fait celle que Celsius avait proposée.
Questions fréquentes
L’eau salée bout-elle à 100 °C ?
Non. L’eau salée bout à une température légèrement supérieure à 100 °C, phénomène appelé élévation ébullioscopique. Le sel dissous perturbe l’équilibre entre la phase liquide et la phase gazeuse, ce qui nécessite une température plus élevée pour atteindre l’ébullition. En pratique, la quantité de sel utilisée en cuisine est trop faible pour modifier significativement le point d’ébullition, l’écart restant inférieur à 1 °C.
Pourquoi l’eau bout-elle plus vite en altitude ?
En altitude, la pression atmosphérique est plus faible. Or le point d’ébullition de l’eau diminue quand la pression baisse. L’eau se met à bouillir plus tôt, à une température inférieure à 100 °C. Elle bout donc plus vite au sens où elle atteint son point d’ébullition plus rapidement, mais la cuisson des aliments y est en réalité plus lente, car la température de l’eau bouillante est insuffisante.
Quelle est la différence entre 100 °C et 100 °F ?
100 °F correspond à environ 37,8 °C, soit la température corporelle humaine normale. L’eau bout à 212 °F dans l’échelle Fahrenheit, utilisée principalement aux États-Unis. La conversion est : °C = (°F – 32) × 5/9. Les deux échelles ne partagent qu’un seul point commun : -40 °C est égal à -40 °F.
L’eau peut-elle dépasser 100 °C sans bouillir ?
Oui, c’est la surchauffe. Dans un récipient très propre, sans aspérités ni impuretés, l’eau peut être portée au-delà de 100 °C sans se mettre à bouillir. Elle reste en équilibre instable. Le moindre choc ou l’introduction d’une impureté déclenche alors une ébullition explosive et brutale. Ce phénomène, rare en cuisine mais documenté en laboratoire, peut être dangereux dans un four à micro-ondes avec de l’eau pure.
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