Dans la présentation de la classification de Konynenburg et Scott, nous exposerons plus particulièrement les zones qui concernent la délimitation entre une phase homogène et un mélange biphasique pour des températures supérieures à la température critique du composé le plus volatil (dans notre cas le CO2). Tous les diagrammes présentés sont schématiques [2,64-66].
Type I
Dans ce type de diagramme, une seule courbe critique relie continûment les points critiques des deux composés à l’état pur (« face du fond composé 1 pur », « face de devant composé 2 pur »). Les cercles représentent les points critiques de chaque composé pur (PC1 et PC2). Dans l’espace (P, T, x) (Figure 34), on peut voir une évolution de cette courbe entre PC1 et PC2
Figure 34 : Représentation (P, T, x) d’un comportement de phase de type I
Les projections dans des espaces à deux dimensions donnent des courbes qui sont caractéristiques du type de diagrammes étudiés et plus « lisibles ». Ainsi, les projections (P, T) et (T, x) pour le diagramme de type I sont présentées dans la Figure 35.
Figure 35 : Projections (P, T) et (T, x) d’un comportement de phase de type I
On peut faire des coupes à une température ou à une pression constante. On obtient alors des profils de courbes isothermes (Figure 36a) ou isochores (Figure 36b) qui évoluent selon les valeurs de ces grandeurs (Figure 36).
Figure 36 : Comportement de phase de type I ; coupes à différentes températures (a) et à différentes pressions (b) (cf. Figure 35)
Lorsque la température est supérieure à la température critique d’un composé (T3 Figure 36a), il y a apparition d’un point critique de mélange binaire (L=V). Il peut aussi y avoir deux points critiques (P2 Figure 36b) dans le cas où la pression est inférieure à la pression maximum critique.
Type II
De même que pour le type I, le type II présente une ligne critique continue entre les points critiques des deux composés purs.
Figure 37 : Représentation (P, T, x) d’un comportement de phase de type II
Les projections (P, T) et (T, x) ( Figure 38) montrent bien la continuité entre les points critiques des composés purs. Il apparaît en plus une courbe critique liquide-liquide absente dans le comportement de phase de type I (soit car elle n’existe pas, soit dû à un déplacement vers des températures tellement basses que la solidification la masque).
Figure 38 : Projections (P, T) et (T, x) d’un comportement de phase de type II
La fin de la courbe L2L1G de la Figure 38 représente le point final critique supérieur (Upper Critical End Point : UCEP) (Cs). Cela correspond à la température maximum pour laquelle trois phases peuvent coexister. Pour des températures supérieures, il y aura au maximum deux phases en présences (Figure 39).
Figure 39 : Comportement de phase de type II ; Coupe (P, x) pour T; TCs< T < T point critique composé 1 et T > T point critique composé 1
Si la température continue d’augmenter, on rejoint alors le comportement décrit dans la Figure 36a avec un décrochement de la courbe de démixtion, la zone supérieure correspondant à la zone de non-miscibilité des liquides se déplaçant vers de plus hautes pressions (Figure 39 droite).
Type III
Dans le comportement de phase de type III, la courbe d’équilibre liquide-liquide que l’on trouve dans le comportement de phase de type II (Figure 38) est déplacée vers de plus hautes températures jusqu’à intercepter la courbe critique.
Figure 40 : Représentation (P, T, x) d’un comportement de phase de type III
Différents comportements peuvent être rencontrés. La Figure 40a présente le cas d’un diagramme de phase possédant une courbe critique avec une pression minimum et maximum ainsi qu’une température minimum (cf. aussi Figure 41a en projections (P, T) et (T, x)). Cette courbe critique peut continuer à se déplacer vers des températures plus élevées (Figure 40b).
Figure 41 : Projections (P, T) et (T, x) d’un comportement de phase de type III dont la courbe critique présente un minimum de température et un maximum et minimum de pression (a) , un minimum de température (b), aucun minimum, ni maximum (c).
Les projections dans les espaces (P, T) et (T, x) (Figure 41) de la Figure 40 montrent l’évolution de la courbe critique avec le déplacement de la courbe liquide-liquide vers de hautes températures ((a); (b) et (c)).
Des comportements où l’on rencontre des gaz non-miscibles vont alors apparaître. Deux types existent selon que cet équilibre gaz-gaz ne présente aucun minimum en température et en pression dans la courbe critique (Figure 41c, équilibre gaz-gaz de première sorte) ou s’il présente un minimum de température dans la courbe critique (Figure 41b, équilibre gaz-gaz de deuxième sorte).
Le comportement de type IIIa (Figure 40) pour des températures supérieures à la température du point final critique supérieur (intersection des courbes L1=G et L2L1G) est représenté dans la Figure 42 a) et b).
Figure 42 : Comportement de type III ; section (P, x), T = Tcs, (b) T> Tcs
Dans le cas de l’équilibre gaz-gaz de première sorte, on peut observer un comportement pour des températures voisines de la température critique du second composé tel que montré dans la Figure 43.
Figure 43 : Comportement de phase de type IIIc de la première sorte; T(a) = Tc2. T(a) < T(b) < T(c)
Si la courbe critique présente un minimum de température, on se trouve alors dans le cas d’un équilibre gaz-gaz de la seconde sorte et les sections (P, x) ont des allures différentes. Particulièrement la section (2) de la Figure 44 qui montre un équilibre gaz-gaz mais aussi un équilibre gaz-liquide.
Figure 44 : Comportement de phase de type IIIb; (1), (2) et (3) correspondent à T1, T2 et T3 sur la Figure 41
Type IV, V et VI
Dans les trois premiers types de diagrammes de phase, certaines des grandes lignes concernant les comportements de phase des mélanges binaires ont été présentées. D’après Schneider[64], les types IV et V sont des transitions entre les types II et III. Par exemple, le type IV peut être considéré comme le type II pour les basses températures et le type III pour les plus hautes. Les coupes (P, x) vont aussi être des mélanges des trois premiers types de diagrammes selon la température, la pression ou la composition.
Type IV Type V Type VI
Le type VI va être rencontré dans le cas des mélanges binaires de composés présentant des interactions chimiques particulières.