Abonnez-vous à Universalis pour 1 euro

PRESSIONS PHYSIQUE & CHIMIE DES HAUTES

Transformations de phases structurelles

Transformation de phase fluide-solide

Phases de l'eau - crédits : Encyclopædia Universalis France

Phases de l'eau

Comme il a déjà été indiqué plus haut, d'après la loi de déplacement de l'équilibre, la pression provoque des transformations vers les phases les plus denses, c'est-à-dire généralement vers l'état solide. En comprimant un liquide, on produira sa solidification ; la pression élève donc le point de fusion, d'après la relation de Clapeyron : dT/dP = (T/L). ΔV. Plusieurs corps font exception à cette règle, l'eau en particulier, parce que la densité du liquide est supérieure à celle du solide ; mais cela n'est vrai que dans le domaine des pressions relativement basses, le comportement redevenant normal aux pressions plus élevées : ainsi la forme allotropique VII de la glace fond à + 200 0C vers 4 GPa. Cependant, la croissance de la température de fusion en fonction de la pression ne suit pas toujours une variation monotone mais peut présenter un ou plusieurs maximums dont l'apparition serait reliée à une transition électronique du solide.

Transformations polymorphiques des solides

Dans un solide, les atomes occupent des positions régulièrement distribuées, mais plusieurs arrangements sont possibles et l'effet de la pression sera de provoquer le passage vers les arrangements les plus compacts. Il s'agit donc de transformations cristallographiques dont le nombre peut être relativement élevé, comme le montre la figure qui représente une partie du diagramme de phases de l'eau montrant les domaines d'existence de diverses variétés de glace. Presque tous les corps étudiés présentent, sous des pressions suffisamment élevées, des phases cristallines nouvelles. En principe, ces transformations sont réversibles, mais il est parfois possible de ramener aux conditions ordinaires des phases qui ont été formées sous des pressions et des températures élevées correspondant à leur domaine de stabilité ; on opère par « trempe », c'est-à-dire par brusque refroidissement sous pression, ce qui ralentit la transformation inverse et permet de récupérer un matériau nouveau dont les propriétés (notamment les propriétés mécaniques) sont le plus souvent intéressantes en raison de sa compacité. Par exemple, la silice, dont la forme stable à basse pression est le quartz (densité 2,65 g . cm−3), se transforme à 3,5 GPa en coesite (densité 3,01 g . cm−3), puis au-dessus de 10 GPa, en stishovite (densité 4,35 g . cm−3). Cet aspect de la physico-chimie des hautes pressions a déjà donné lieu à des applications à l'échelle industrielle (cf. Applications des hautes pressions).

La suite de cet article est accessible aux abonnés

  • Des contenus variés, complets et fiables
  • Accessible sur tous les écrans
  • Pas de publicité

Découvrez nos offres

Déjà abonné ? Se connecter

Écrit par

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., laboratoire d'ingénierie des matériaux et des hautes pressions, Université de Paris Nord, Villetaneuse
  • : directeur de recherche au C.N.R.S., directeur du laboratoire des interactions moléculaires et des hautes pressions, C.N.R.S.
  • : directeur adjoint du laboratoire des hautes pressions du C.N.R.S.
  • : directeur du laboratoire des hautes pressions du C.N.R.S., Bourg-la-Reine

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Repères dans l'échelle des pressions - crédits : Encyclopædia Universalis France

Repères dans l'échelle des pressions

Cellule à enclumes de diamant - crédits : Encyclopædia Universalis France

Cellule à enclumes de diamant

Phases de l'eau - crédits : Encyclopædia Universalis France

Phases de l'eau

Autres références

  • AMAGAT ÉMILE HILAIRE (1841-1915)

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 249 mots

    Physicien français, Émile Hilaire Amagat est né à Saint-Satur (Cher) le 2 janvier 1841 et y est mort le 15 février 1915. Il obtint son doctorat à l'université de Paris en 1872 et fut professeur à la faculté libre des sciences de Lyon. Dans sa thèse, Amagat décrit les courbes isothermes du dioxyde de...

  • BRIDGMAN PERCY WILLIAMS (1882-1961)

    • Écrit par Alain LE DOUARON
    • 228 mots
    • 1 média

    Né à Cambridge (Massachusetts) le 21 avril 1882, P. W. Bridgman était le fils unique d'un journaliste et écrivain. D'abord étudiant à Howard, Bridgman y devient professeur de mathématiques et de physique en 1926. Il perfectionne les techniques d'obtention des hautes pressions et étudie les propriétés...

  • CRISTAUX - Synthèse des cristaux

    • Écrit par Yves GAUTIER
    • 6 273 mots
    • 2 médias
    ... Certains matériaux se dissolvent difficilement dans l'eau, même portée à ébullition, et ne peuvent donc cristalliser avec la méthode précédente. Par exemple, le quartz ne peut être dissous dans l'eau qu'à des températures comprises entre 300 et 400 0C et des pressions entre 50 et 300...
  • PLOMB

    • Écrit par Claude FOUASSIER, Michel PÉREYRE, Michel RABINOVITCH, Jean-Louis VIGNES
    • 6 736 mots
    • 2 médias
    ..., explique le nombre restreint de plombates anhydres isolés. Dans ces conditions, ne sont accessibles que les plombates alcalins et alcalino-terreux. L'utilisation de techniques de haute pression a permis l'obtention de nouvelles familles de plombates (pyrochlores Ln2Pb2O7 par exemple. Ln étant...

Voir aussi