La glace et les bacs d'eau en hiver : science

Hello CA,
J'ai l'impression de faire un post un peu ridicule, mais ça me turlupine. Mon sujet de réflexion du jour : la glace et les bacs d'eau en hiver, les phénomènes scientifiques (échanges de chaleur, changement d'état, etc.).


Pour la petite histoire derrière ce sujet de réflexion :

Je suis dans un pré que je partage avec une autre proprio. L'autre proprio passe tous les matins avant d'aller bosser pour casser la glace et jeter les glaçons hors du bac. Elle commençait à en avoir marre et m'a passé le relais pour ce week-end.
Hier il y a eu zéro glace.
Ce matin, j'arrive, et je vois : 1/ une mini pellicule de glace (à moitié submergée tellement elle n'était pas encore formée) ; 2/ des restes de glace cassée accrochés au pourtour du bac, 5-10 cm au-dessus de la surface de l'eau.
Voyant cela, je me suis aussitôt dit que c'était parfait, les chevaux se débrouillaient. Et effectivement, dans l'heure qui a suivi, les trois sont allés boire chacun leur tour comme d'habitude.

Là-dessus, l'autre proprio arrive et me demande si j'ai cassé la glace. Naïve que je suis, je lui ai répondu en toute franchise que non, la couche était fine, il n'y avait pas besoin.
Malheur, que n'avais-je pas dit là ! Furibonde, l'autre proprio s'en va aussitôt voir le bac, passoire en main. Elle casse alors la mini-couche de glace ainsi que les morceaux accrochés aux parois, et entreprend d'ôter l'intégralité de ces glaçons à l'aide de la passoire (ça lui a pris 5 à 10 minutes ).

Sidérée de sa réaction et de ce qui me semblait être une aberration totale, j'ai tenté de faire valoir le fait qu'il n'y avait absolument pas besoin de faire ça, mais je me suis heurtée à un mur. J'ai fini par laisser couler (après tout, libre à elle de faire des trucs inutiles tous les jours avant d'aller bosser x) ), mais mon envie de lui expliquer ma position et d'argumenter d'un point de vue scientifique m'a ouvert la porte à une myriade de questionnements.

En tant que scientifique, je comprends un certain nombre de choses, mais j'aurais aimé trouver des articles ou explications détaillés sur le sujet et sur les phénomènes mis en jeu. Mes recherches google (certes peu poussées) ne m'ont cependant pas amené grand-chose, ou alors les éléments sont trop disparates à mon goût, donc je tente ma chance ici.



Questionnements :

J'ai essayé de lister les conclusions auxquelles je suis parvenue, en espérant que quelqu'un pourra me les confirmer ou les infirmer. Dans tous les cas, je serais très intéressée pour avoir des explications scientifiques plus précises sur les phénomènes physiques et chimiques mis en jeu, ou des liens vers des papiers qui en parlent

Je me place dans le cas d'un bac d'eau de grande contenance (500-1000L) à des températures froides mais pas polaires (2°C / -5°C). Je pars également du principe que les températures n'augmentent pas (sinon le problème ne se pose plus ^^), mais peuvent éventuellement diminuer.

1 -> Si une couche de glace se forme à la surface de l'eau, cette couche solide va endosser le rôle d'isolant entre l'air (dont la température peut varier rapidement) et l'eau (qui a une certaine inertie). Cette isolation sera d'autant plus efficace si de l'air s'intercale entre l'eau et la glace et que les échanges d'air entre au-dessus et en-dessous de la glace sont faibles (par ex. quand les chevaux entretiennent un trou dans une couche de glace, mais que ladite couche ne descend plus parce qu'elle s'est soudée au bac).

2 -> Au bout d'une à deux semaines de températures oscillant autour de zéro, l'eau du bac s'est calée sur la température ambiante et est donc proche de 0°C.

3 -> Une eau qui est déjà à 0°C ne refroidira pas davantage en présence de glaçons, parce qu'il n'y a plus aucune chaleur (énergie) à échanger. De même, les glaçons ne fondront pas parce que l'eau est déjà à sa température de solidification.

4 -> Des glaçons qui flottent à la surface de l'eau contribueront à reformer plus rapidement une couche de glace (puisqu'ils sont déjà formés et qu'il ne leur reste plus qu'à s'assembler, au lieu d'avoir toute une surface à faire passer à l'état solide). Une eau dans les mêmes conditions mais dépourvue de glaçons mettra plus de temps à avoir une nouvelle couche de glace en superficie.

5 -> Placer un bloc de sel au fond du bac permettrait de réduire légèrement la température de solidification de l'eau [mais les chevaux feraient une cure de sel forcée].

6 -> Si mon 1 est correct, alors est-ce que quelqu'un saurait me dire comment une couche de glace peut gagner en épaisseur alors même qu'il n'y a plus d'échanges entre l'air et l'eau (du fait de la glace qui fait barrière) ? Est-ce parce que l'eau s'immobilise au contact de la glace (frottement/couche limite) et par conséquent froid + ralentissement des molécules = passage à l'état solide ?


Merci à ceux qui auront lu jusqu'au bout et qui tenteront d'éclairer ma lanterne :)