Migration (matière)

En science des matériaux, la migration est le déplacement d'espèces chimiques. La migration est une notion macroscopique, qui concerne les concentrations en espèces chimiques ; si la migration fait intervenir des déplacements d'atomes ou de molécules, il peut néanmoins y avoir des déplacements sans migration, par exemple lorsque le flux dans un sens est égal au flux dans l'autre sens.

Il peut s'agir :

• d'une migration par agitation thermique aléatoire (mouvement brownien) : voir diffusion de la matière ; on parle aussi de « mouvement sous un gradient de concentration » ;
• d'une migration sous un gradient de potentiel chimique : voir effet Dufour ;
• d'une migration sous un gradient de température : voir effet Soret ;
• d'une migration sous un gradient de potentiel électrostatique : voir électrophorèse ;
• d'une migration sous un gradient de pression : voir vent, chromatographie ;
• d'une migration sous l'effet de la pesanteur ou d'une force inertielle (par exemple force centrifuge : voir décantation, stratification, centrifugation).

Loi phénoménologique

De manière générale, le mouvement se fait suivant un paramètre ${\displaystyle X_{i}}$ associé à l'espèce chimique ${\displaystyle i}$ et dont la valeur varie. On peut en général exprimer le flux ${\displaystyle \jmath _{i}}$ de l'espèce ${\displaystyle i}$ en fonction du gradient de ${\displaystyle X_{i}}$ et d'un paramètre de type frottement ${\displaystyle f_{i}}$, par une loi de type loi de Fourier :

${\displaystyle {\vec {\jmath _{i}}}=-f_{i}\cdot {\overrightarrow {\rm {grad}}}(X_{i})}$

C'est le cas par exemple de la loi de Fick pour la diffusion.

La grandeur ${\displaystyle \jmath _{i}}$ est un flux de matière. Elle est en général exprimée en quantité de matière par unité de surface et par unité de temps (une mole passant à travers une surface de un mètre carré durant une seconde, mol m⁻² s⁻¹). Selon les propriétés de l'espèce migrante, on peut exprimer un flux d'une autre grandeur, par exemple flux de masse (kg m⁻² s⁻¹), ou pour des espèces chargées électriquement en flux de charge (C m⁻² s⁻¹) ; on retrouve ainsi par exemple la loi d'Ohm.

Voir aussi

• Flux

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