Le premier à avoir réussi à photographier les flocons de neige, et donc à les étudier, est le photographe américain Wilson Bentley. Sur une période de 40 ans, il réussit la prouesse de photographier 5.000 clichés de cristaux de neige, qu’il réunira dans un ouvrage publié en 1931, Snows Crystals.

Mais comment la nature peut-elle créer ces magnifiques structures éphémères ?

Pour que la neige se forme, trois conditions doivent être réunies : des températures inférieures à 0 °C, de la vapeur d’eau, et la présence de minuscules particules volatiles qu’on appelle les « aérosols » (poussière, sable, sel marin, pollen, cendre, …).

Lorsqu’un nuage refroidit, de la vapeur d’eau atmosphérique se condense autour de ces aérosols, et se cristallise autour d’eux en formant de petites gouttelettes. Petit à petit, de nouvelles molécules d’eau viennent se fixer sur cet agrégat.

Mais pas n’importe comment !  les molécules d’eau sont « dipolaires », c’est à dire qu’elles ont chacune un côté positif et un côté négatif. Comme dans la nature les contraires s’attirent, lorsque les molécules d’eau se lient, les cristaux vont s’ajouter à des endroits bien précis. Ce qui permet d’obtenir les différentes formes des flocons (étoile, hexagone ou encore aiguille ou colonne).

Habituellement, un flocon peut mettre entre dix minutes et une heure pour se former complètement. Durant ce laps de temps, sa croissance est fortement influencée par les conditions extérieures et les aléas du milieu, tels que la température, la pression, l’humidité et le vent. Les flocons sont donc tous différents les uns des autres, chaque structure étant unique. Pour autant, il présentent en général une géométrie «parfaite» du point de vue de la symétrie.

Aujourd’hui encore, les flocons de neige n’ont pas livré tous leurs secrets. De nombreux  scientifiques continuent à marcher dans les pas de celui que l’on surnomme the snowflake man (« l’homme aux flocons de neige »).