L’air est une matière complexe, composant principal de l’atmosphère. C’est principalement un mélange gazeux composé en grande partie d’azote et d’oxygène, de molécules de vapeur d’eau… Il peut donc se présenter sous différents aspects.
L’air est principalement gazeux
La nature de l’air est d’être gazeux, invisible et fluide. Il est néanmoins composé d’une bonne part de gaz de différentes natures et en différentes quantités. Dans l’atmosphère terrestre multicouche, l’air est continuellement brassé, mais sa composition varie surtout au niveau des 7 couches atmosphériques. Dans la troposphère, la zone dans laquelle l’air respirable se trouve, on peut quand même retrouver des compositions d’air variées. En général, la partie la plus basse de la troposphère se compose principalement d’azote à 78%, d’oxygène à 21% et 1% restant composé d’une petite concentration d’autre gaz : argon, CO2, vapeur d’eau… et d’autres gaz issus des activités terrestres (dioxyde d’azote, sulfates, etc).
A noter que l’air est humide à des nuances près selon la zone. La quantité d’eau présente dans l’air est variable avec un taux pouvant passer de 0,5% à 4% d’un type d’air à l’autre : air équatorial, air tropical, air polaire et air arctique. Cette caractéristique entre autres permet de faire prendre d’autres états à l’air.
Air liquéfié : nombreuses possibilités
L’air est un fluide parfait en étant capable de prendre la forme de son contenant, et transformable à souhait notamment grâce à sa composition à multiples éléments. En subissant des pressions et des variations de température diverses dans son environnement naturel, l’air ou du moins un de ses composants peut passer de son état gazeux à l’état liquide : la vapeur d’eau se transforme en eau.
On peut aussi liquéfier l’air par un processus spécifique, après avoir éliminé la vapeur d’eau et le gaz carbonique qu’il contient. Mais il est aussi courant de produire cet état en transformant l’air en certains de ses composants à l’état liquide. On peut ainsi extraire de l’oxygène liquide ou de l’azote liquide, par le biais de techniques spécifiques.
L’air peut être solide ?
Dans le même ordre d’idée que la transformation par compression de l’air en liquide, la question peut se poser : peut-on pousser l’intervention pour obtenir de la matière à l’état solide ? En théorie, c’est une possibilité. En réalité, le processus de transformation de l’air ou de ses composants peut être appelé : condensation solide, une évolution voisine de la cristallisation (solidification du liquide). On peut par exemple considérer la transformation de la vapeur d’eau en cristaux de glace dans certaines zones polaires.
La solidification de l’air peut cibler ses composants. On peut ainsi obtenir de l’oxygène solide, voire de l’oxygène métallique sous une pression considérable (96 GPa). Le refroidissement de diazote sous une température de -210°C ou encore la diminution de la pression de l’azote bouillant permet aussi d’obtenir de l’azote solide…
Dans tous les cas, le passage de l’air ou de ses composants à l’état liquide ou solide se fait généralement de manière artificielle, à travers l’utilisation de différents dispositifs de condensation, de froid, ou de compression d’air par exemple.