Sciences

Chimie : diagramme de phase de l'eau

Dossier - L'eau liquide, source de vie dans l’Univers
DossierClassé sous :Astronomie , Univers , Les planètes

En tant que source de toute vie sur Terre, l’eau fascine : il suffit d’entendre les annonces concernant la « découverte » d’eau sur la Lune ou sur Mars, sans cesse renouvelées dans les médias, pour s’en convaincre. Alors, l'eau est-elle abondante dans l'Univers ?

  
DossiersL'eau liquide, source de vie dans l’Univers
 

L'eau se caractérise par trois états : liquide, gaz et solide. Le diagramme de phase, utilisé en thermodynamique, permet de représenter les changements d'état d'un système en fonction de variables : température, pression, volume...

Geyser du Parc de Yellowstone. © Tpsdave, Pixabay, DP

Les états de l'eau et leurs conditions

De façon générale, une pression trop faible interdit l'état liquide quelle que soit la température : si on chauffe de la glace d’eau, celle-ci passe directement sous forme de vapeur (on dit qu'elle se sublime). La pression minimale d'existence de l'eau liquide est de 6 mbar : en particulier dans le vide spatial, l'eau liquide ne peut pas exister. On ne peut trouver de l'eau liquide qu'à l'intérieur d'un planétoïde, ou en surface si celui-ci possède une atmosphère suffisante.

Dans des conditions normales de température et de pression, l'eau bout à 100 °C. © DR

Par ailleurs, la température joue bien sûr un rôle de premier plan : sous pression atmosphérique, l'eau liquide existe entre 0 °C et 100 °C, mais plus la pression augmente, plus la gamme de températures possibles s'élargit. À l'inverse, aux faibles pressions, l'eau bout bien en dessous de 100 °C...

Diagramme de phase de l'eau : les états de l'eau sont représentés en fonction de la température et de la pression. © DR