LEA: la revue L'Esprit d'Archimède

L'Esprit d'Archimède publie la revue semestrielle LEA. Vous la consultez ici gratuitement. Si vous avez adhéré à l'association, vous recevrez une version papier de chaque numéro au moment de sa sortie.

LEA #14 (juillet-décembre 2025)

Cycle : Transitions

Solide ? Liquide ? Le comportement de la matière en question

Patrick Cordier

Professeur à l’Université de Lille
Membre de l’Institut Universitaire de France

Le glaçon sorti du congélateur va fondre, donner de l’eau liquide qui finira par s’évaporer. A partir de cette simple observation, il est possible, d’éveiller les jeunes enfants à la notion d’états de la matière. Les règles de comportement sont simples et claires. Dans un solide, la matière conserve une forme propre et un volume défini. Le liquide ne possède pas de forme propre ; il s’écoule et épouse celle du récipient qui le contient, bien que son volume reste constant. Le gaz occupe tout l’espace qui lui est accessible, il n’a ni volume, ni forme propre. Derrière ces définitions se profilent des comportements mécaniques. Le solide résiste à la contrainte, à commencer par celle de son propre poids contrairement au liquide qui s’écoule sous son action. Ce n’est cependant qu’avec le développement de la thermodynamique que la notion d’états de la matière s’est véritablement formalisée. L’analyse de la structure de la matière, en particulier grâce aux rayons X a donné une base structurale à ces états. Dans un solide, les atomes ou les ions y sont fortement liés et occupent des positions relativement fixes. Le cas des cristaux, formant une structure ordonnée, constitue le cas de solide le plus aisé à décrire et à concevoir. Dans le liquide les particules restent proches les unes des autres, comme dans un solide, mais leurs liaisons se rompent et se reforment continuellement, conférant au liquide sa mobilité caractéristique. Les gaz, où les interactions sont faibles et les particules largement séparées, ne seront pas considérées dans cet article.