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Une formule empirique pour l'étude des gaz réels tenant compte des écarts à la loi de Mariotte est fournie par un développement en série du facteur de compressibilité en fonction de la densité molaire : PV/RT = 1 + B(T)/V + C(T)/V^2 + ... Une étude topologico-différentielle de ce développement, dit expansion du viriel, est rendue possible par la théorie des singularités des applications différentiables. Elle vient doubler d'un aspect qualitatif rigoureux, cognitivement indispensable, l'aspect quantitatif jusqu'ici seul considéré.
Nous montrons que les caustiques de l'optique géométrique s'identifient aux ensembles catastrophes des dynamiques gradientes. La théorie des catastrophes permet non seulement de classifier les morphologies locales de ces caustiques, mais aussi de caractériser, pour les milieux isotropes et non-homogènes, les fronts d'onde versus ces morphologies archétypes.