Le point critique est un terme utilisé en thermodynamique pour décrire une condition de pression et de température au-delà de laquelle les distinctions entre les phases, en particulier entre le gaz et le liquide, cessent d’exister. Au-delà d’un tel point, une substance n’est ni complètement liquide ni complètement gazeuse ; il présente des propriétés à la fois de la phase liquide et de la phase gazeuse et est appelé fluide supercritique. Il existe également un point critique liquide-liquide. Un tel point désigne des conditions de température, de pression et de composition au-delà desquelles un mélange se séparera en deux ou plusieurs phases liquides différentes.
Le point critique d’une substance spécifique est souvent visualisé sur un diagramme de phases, un graphique qui montre le comportement de la substance à différentes conditions de température et de pression. Un tel graphique montre, par exemple, une courbe représentant l’équilibre entre les phases liquide et gazeuse. D’un côté de la ligne, à plus haute température et à plus basse pression, la substance est en phase gazeuse. De l’autre côté de la ligne, à plus basse température et plus haute pression, la substance est en phase liquide. A température et pression suffisamment élevées, cette ligne se termine en un seul point au-delà duquel la distinction phase liquide-gaz disparaît — le point critique.
Les fluides supercritiques, qui existent au-delà du point critique d’une substance, ont de nombreuses propriétés différentes qui rappellent les propriétés des liquides et des gaz. Comme les liquides, les fluides supercritiques peuvent servir de solvants ; ils peuvent dissoudre d’autres substances. Comme les gaz, cependant, ils n’ont pas de tension superficielle.
Les fluides supercritiques qui existent au-delà du point critique sont de nature relativement rare, mais ils existent. Les volcans des grands fonds, par exemple, existent au fond de l’océan et libèrent des substances extrêmement chaudes dans les conditions de pression extrêmement élevée au fond de l’océan. Cela chauffe l’eau autour du volcan, la poussant au-delà de son point critique et la transformant en un fluide supercritique. Certaines planètes, en particulier les géantes gazeuses, contiennent en leur cœur des substances à des conditions de température et de pression très élevées. Les conditions de température et de pression élevées sont bien au-delà du point critique pour les substances impliquées, elles existent donc sous forme de fluides supercritiques.
Il existe de nombreuses applications différentes des fluides supercritiques dans la science, l’industrie et d’autres domaines. Leurs propriétés de solubilité les rendent utiles aux chimistes pour dissoudre certaines substances. Ils peuvent également être utilisés dans la production de carburants biodiesel. Le méthanol supercritique, par exemple, est soumis à une série de réactions qui se traduisent par une quantité de carburant utilisable.