Glossaire

saturation

Au sein d'un milieu solide, liquide ou gazeux homogène, l'introduction et l' absorption d'un corps matériel par désagrégation éventuelle et diffusion conduit fréquemment à la formation d'un nouveau milieu, homogène lui aussi, et ayant à l' échelle macroscopique le même état (solide, liquide ou gazeux) que le milieu initial : on peut dire alors, dans un sens quelque peu généralisé, que le corps matériel s'est "dissous" dans le milieu initial. Cette dissolution, dans la plupart des cas, ne peut se poursuivre indéfiniment : dans des conditions d'expérience déterminées — par exemple une température et une pression connues à la surface de séparation du milieu initial avec le milieu extérieur par où s'effectue l'absorption — , on constate que la masse de corps matériel dissoute dans une masse donnée du milieu initial ne peut dépasser une valeur maximale pour laquelle il y a, par définition, saturation de ce milieu récepteur ; au-delà de la saturation, le milieu nouvellement obtenu n'est plus homogène et il se produit l'un des phénomènes possibles traduisant le rejet de la masse de corps matériel introduite en excès, comme l'échappement d'un gaz, le dépôt, la précipitation ou le ruissellement d'un liquide, le dépôt ou la précipitation d'un solide... En fait, la saturation traduit un état limite d'équilibre sur la ou les surfaces par lesquelles un corps matériel est absorbé dans le milieu initial : à chaque intervalle de temps, le nombre de molécules du corps matériel qui s'introduisent dans le milieu initial pour y être dissoutes équivaut au nombre de molécules qui s'échappent du milieu initial pour se réintégrer au corps matériel (c'est le cas, par exemple, à la surface d'une pincée de sel gisant au fond d'un verre d'eau).

Il est très fréquent que ce genre d'équilibre s'établisse localement entre l' air sec , considéré comme milieu récepteur, et une multitude de corps matériels solides, liquides ou gazeux dont les molécules entretiennent un va-et-vient entre l' atmosphère d'une part, des surfaces liquides ou solides d'autre part (ces surfaces de séparation peuvent limiter aussi bien de larges étendues terrestres que des gouttelettes ou cristaux de milieux condensés tels que les nuages ou les brouillards ). Les processus de "dissolution" de loin les plus importants sont alors les changements de phase à la surface de séparation : un liquide ou un solide, par évaporation ou par sublimation , se transforme en un gaz soumis ensuite à diffusion à travers l'atmosphère, mais en même temps une partie moindre de ce gaz entrant dans la composition de l' air est réabsorbée dans le liquide ou le solide initial par condensation ou par condensation solide , et ce processus peut continuer tant que n'aura pas été atteint l'équilibre de la saturation ; une fois atteint cet équilibre, l'air est dit saturé par le gaz qui s'y diffusait.

En météorologie , le corps matériel que l'on considère est, sauf mention explicite du contraire, la vapeur d'eau extraite du sol, de l'océan ou des milieux condensés ; dans un volume d'air saturé, alors, le flux de vapeur d'eau qui se condense égale à tout instant le flux d'eau liquide ou solide qui se vaporise, et tout apport plus important de vapeur d'eau provoquera un excès de condensation (sous forme d'eau liquide) ou de condensation solide (sous forme de glace ). Au-dessus d'une surface de séparation air-eau assimilable à une étendue plane et très vaste d'eau liquide ou de glace, on peut caractériser la saturation par la pression de vapeur saturante de la vapeur d'eau dans l'air, laquelle croît avec la seule température de cette surface. Dans les milieux condensés, toutefois, il arrive que la pression partielle de la vapeur d'eau doive atteindre des valeurs légèrement supérieures à celle de cette pression de vapeur saturante avant que des noyaux de condensation ne puissent réellement déclencher la condensation : c'est le phénomène de sursaturation (par rapport à l'eau liquide ou par rapport à la glace).