Qu'est-ce qu'un transfert de masse?

Le transfert de masse fait référence au mouvement de matière d'un endroit à l'autre, résultant en un net changement d'emplacement de la masse. Le terme est le plus couramment utilisé dans un contexte industriel ou d'ingénierie pour désigner des processus impliquant une diffusion, mais dans certains domaines techniques ou scientifiques, il peut également se référer à d'autres phénomènes. Le transfert de masse a lieu dans un large éventail de phénomènes allant des processus industriels au climat et aux conditions météorologiques de la Terre, en passant par les mouvements des corps célestes.

Le transfert de masse par diffusion est un phénomène extrêmement courant dans la vie quotidienne. Toutes les molécules dans les liquides et les gaz sont en mouvement continu, ce qui provoque la dispersion des concentrations d'une substance jusqu'à ce que ses masses soient uniformément dispersées, un processus appelé diffusion moléculaire. C’est la raison pour laquelle, par exemple, une goutte de colorant alimentaire dans l’eau se répandra jusqu’à ce qu’elle se mélange uniformément à l’eau et que le gaz naturel provenant d’une fuite de gaz ou le monoxyde de carbone d’un incendie puissent se propager à travers un bâtiment. D'autres caractéristiques de la matière, telles que la chaleur, la pression et la quantité de mouvement, déstabilisent également de cette manière, ce qui peut également provoquer un mouvement de masse.

Le transfert de masse est important dans l'industrie et l'ingénierie. Les procédés de séparation, qui divisent les substances en produits distincts ayant des caractéristiques différentes, reposent sur le transfert de masse. Une grande variété de procédés de séparation sont utilisés dans l'industrie moderne et peuvent utiliser des moyens de transfert purement mécaniques ou incorporer des réactions chimiques. La distillation et la cristallisation en sont des exemples, tandis que les procédés chimiques utilisés pour raffiner le pétrole brut en sont un exemple.

C'est également important dans de nombreux phénomènes naturels. Il est essentiel à la vie, car la diffusion est l’un des mécanismes principaux par lequel les matériaux essentiels sont déplacés à travers le corps. Le transfert de masse de particules dans l'atmosphère, que ce soit par diffusion moléculaire ou en raison de gradients de pression et de température, détermine les conditions météorologiques et climatiques de la Terre.

Le transfert de masse en astrophysique désigne le transfert de masse d'un objet, le plus souvent d'une étoile, à un autre objet par la force de la gravité. La masse de chaque étoile crée une région d'espace dans laquelle la matière est liée à l'étoile par sa gravité. C'est ce qu'on appelle un lobe de Roche, qui entoure l'étoile et dont la taille varie en fonction de la masse de l'étoile. Toute matière de l'étoile s'étendant au-delà de cette zone peut potentiellement être retirée par la gravité d'un autre objet massif, tel que le compagnon de l'étoile dans un système binaire, entraînant un transfert de masse. C’est la cause d’un certain nombre de phénomènes astronomiques dans les systèmes stellaires binaires, tels que les novae, qui surviennent lorsqu’une étoile naine blanche accumule assez de masse de son étoile compagnon pour déclencher la fusion nucléaire et les émissions de rayons X produites par les rayons binaires à rayons X. systèmes, dont l’un des composants est un trou noir ou une étoile à neutrons qui éloigne la masse de l’autre étoile.