Sciences et Technologies des Poudres

La mesure des objets d'une suspension, d'une émulsion, d'un spray ou d'un tas de poudre nécessite une réflexion sans laquelle les résultats obtenus sont parfois source d'erreurs conséquentes, n'en voulant pour preuve que le calcul de la surface d'une particule cubique à partir d'un diamètre de sphère équivalente en volume entraîne une erreur de \({16}{\, \rm \%}\).

La problématique de cette analyse s'articule autour de trois points. Le premier concerne l'échantillonnage. S'il faut échantillonner le produit, comment s'assurer que le prélèvement est représentatif de l'ensemble ? Comme l'explique l'ouvrage de Sommer [Sommer, 86]^[1] deux règles d'or sont à retenir : l'échantillon doit être prélevé dans un écoulement, qu'il s'agisse d'une suspension ou d'un produit sec, et dans la mesure du possible l'échantillonnage de l'ensemble de la population doit être constitué par la somme de petits prélèvements plutôt que d'un grand prélèvement unique. Quelle est la taille de la cellule de mesure, et quelle est la quantité d'échantillon disponible ? S'il faut diluer le produit ou le mettre en suspension, comment s'assurer de la bonne dispersion du produit ? Le problème se pose notamment avec le développement des nano-particules. L'analyse en ligne peut être une réponse à ces problèmes, mais encore faut-il que l'appareil choisi puisse travailler en milieu concentré. Enfin, le nombre d'analyses à effectuer fixe le degré d'automatisation nécessaire de l'appareil. Vient alors la mesure : le dispositif employé mesure-t-il un diamètre significatif pour l'utilisateur ?

Par ailleurs, la seule connaissance d'une taille est-elle suffisante pour prédire les performances du produit ? N'a-t-on pas besoin d'une description plus précise de sa morphologie ? Si c'est le cas, les nouveaux granulomètres basés sur l'analyse d'image sont une alternative intéressante aux méthodes plus conventionnelles telles que la corrélation de plusieurs mesures de tailles avec des appareils différents. Il est aussi nécessaire de savoir à priori si la taille des objets à mesurer est dans la gamme de mesure de l'appareil. Enfin, le troisième point concerne le résultat, sa forme, sa signification. En effet, les grandeurs mesurées par les appareils sont souvent reliées aux tailles par des modèles. Quels sont leurs paramètres ? sont-ils identifiables ou doivent-ils faire l'objet d'hypothèses ? La forme de la distribution des tailles est-elle une entrée du modèle ? Comment est pondérée la distribution obtenue ? Quel diamètre moyen obtient-on ? Dans quelle mesure représente-t-il l'ensemble des objets ? [Allen, 97]^[2].

En conclusion, la taille (ou de distribution de tailles) d'un objet n'a de pertinence que si elle a été obtenue en tenant compte des caractéristiques de l'objet lui-même mais aussi de son environnement et du principe de fonctionnement de l'appareil utilisé. Par ailleurs, des techniques récemment développées par les constructeurs d'appareillage sont en mesure de répondre à certains problèmes posés précédemment. Ainsi l'analyse en ligne permet d'éviter le biais introduit par l'échantillonnage, les techniques d'analyse des milieux concentrés facilitent le développement des systèmes de mesure en ligne et le développement des modèles de diffusion dynamique de la lumière permet la caractérisation des entités submicroniques. Enfin, les systèmes récents de visualisation des particules mènent à une meilleure connaissance du produit.