Phase (thermodynamique)

En thermodynamique, une phase est un état de la matière possible d'un système. Selon le contexte et les auteurs, le mot est utilisé pour désigner plusieurs choses, parfois de natures différentes, mais étroitement liées.

Si un système thermodynamique est entièrement homogène, physiquement et chimiquement, il constitue une seule phase. Dans le cas contraire, ses parties homogènes constituent autant de phases. La décomposition d'un système en différentes phases peut évoluer au gré des transformations que le système subit. De manière générale, le processus par lequel un système ou une de ses parties se transforme d'une phase à une autre est une transition de phase.

Par extension, on utilise aussi le terme de « phase » pour désigner le domaine d'existence ou de stabilité d'une parcelle donnée dans l'espace des paramètres thermodynamiques. Cette approche permet de donner une définition mathématique plus précise à la notion de phase.

La notion de phase recoupe en partie celle plus familière d'état de la matière. Les trois états usuels de la matière que sont le gaz, le liquide et le solide constituent en effet trois phases distinctes^[1]. Les deux notions ne se confondent pas pour autant : un système composé de deux liquides non miscibles comme l'eau et l'huile est bien composé de deux phases, bien qu'il soit dans un seul état (liquide).