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Cet article décrit l'effet de la pression sur les solides. Pour les solides, les valeurs des pressions appliquées qui peuvent atteindre, en statique, plusieurs térapascals. À ce niveau, l’environnement électronique des atomes est perturbé et les propriétés de la matière modifiées, ce qui a permis de mettre en évidence des phénomènes tels que le point critique solide-solide, la dissociation moléculaire et de nouvelles formes de transitions de phases.
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Jean-Pierre PETITET : Directeur de recherche (CNRS) Laboratoire d’ingénierie des matériaux et des hautes pressions Institut Galilée, université Paris XIII
INTRODUCTION
L’action de la pression sur les fluides modifie la portée des mouvements internes et entraîne ainsi des phénomènes de réorganisation allant jusqu’à la notion de transition de phase liquide-liquide cf. Action de la pression sur les édifices moléculaires fluides. L’effet de la pression sur les solides est une extension de ce qui a été décrit pour les fluides. La principale différence vient des valeurs des pressions appliquées qui peuvent atteindre, en statique, plusieurs térapascals. À ce niveau, l’environnement électronique des atomes est perturbé et les propriétés de la matière modifiées. Cela a permis de mettre en évidence des phénomènes insoupçonnés, malmenant des concepts bien établis, tels que la notion de point critique solide-solide, la dissociation moléculaire et, surtout, un très large éventail de nouvelles formes de transitions de phases. Ce dernier point ouvre des perspectives à la fois sur une meilleure compréhension de l’intérieur des objets célestes et sur l’émergence de nouveaux matériaux fonctionnels. Depuis vingt ans, un important développement dans le domaine a été permis grâce à la technologie des enclumes de diamant (DAC comme Diamond Anvil Cell) ainsi qu’aux expériences d’onde de choc. Il est cependant important de faire remarquer au lecteur que les expériences réalisées à de telles pressions se font dans des volumes extrêmement petits (< 10 −3 mm3) avec des gradients de pression (et de température dans les expériences pression-température) élevés. Ces réserves ne jettent aucun doute sur les phénomènes parfaitement reproductibles observés, mais ne permettent pas de conclure avec certitude sur les étapes physico-chimiques suivies entre l’état initial et l’état final observé. C’est pourquoi la communauté scientifique s’intéresse actuellement à la fois à la conception de dispositifs permettant de réaliser des expériences sur de « gros » volumes (> 1 mm3) et à une plus grande utilisation des techniques de choc.
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6. Conclusion générale
Puissant outil pour la recherche sur l’organisation de la matière, le paramètre pression fait également une entrée remarquée dans les industries de transformation. En octobre 2000, la revue Industrie et Technologies , dans un article prospectif sur les 50 technologies émergentes du xxie siècle, citait les technologies des hautes pressions. De nombreux domaines, depuis la pharmacie, la métallurgie, l’agroalimentaire, la conception et l’élaboration de matériaux et même jusqu’à la médecine, ont à gagner dans l’utilisation de la haute pression comme moyen de créer de nouveaux produits et donc de nouvelles ressources économiques. Il n’est pas abordé dans les deux présents articles Action de la pression sur les édifices moléculaires fluides et Action de la pression sur les édifices moléculaires solides les propriétés de la pression dynamique. Les applications industrielles de la pression dynamique, hors les utilisations pyrotechniques traditionnelles, sont également prometteuses si l’on regarde le développement des systèmes d’injection de substances mono et polyphasiques sous pression élevée (0,1 à 1 GPa) allant de la découpe sous pression de fluide, la chirurgie et les nouveaux moteurs...
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BIBLIOGRAPHIE
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