Sciences et Technologies des Poudres

Développées depuis 1973 (premier brevet de Cushman [Cushman, 73]^[1]) ces techniques permettent de travailler en milieu concentré, et sur des entités de petites tailles [Dukhin, 02]^[2]. L'atténuation d'une onde acoustique ultrasonore de faible puissance (fréquence supérieure à \({1}{\, \rm MHz}\)) par le milieu à caractériser est mesurée. Les modèles théoriques de propagation dans un milieu dispersé prennent en compte les multiples mécanismes de dissipation de l'énergie dans le milieu : pertes visqueuses, thermiques, intrinsèques, électrocinétiques et structurelles, ainsi que de sa diffraction, comme dans le cas de la lumière. En milieu concentré les modèles tiennent compte de la diffraction multiple de l'onde, notons que l'effet de la concentration sur la diffraction est moindre à faible fréquence et pour les colloïdes. Le calcul de la distribution granulométrique à partir du spectre d'atténuation est généralement achevé en supposant que la distribution suit une combinaison de deux lois log-normales. L'Ultrasizer de Malvern Instruments permet de travailler sans dilution à des concentrations volumiques de \({50}{\, \%}\) pour des suspensions et \({80}{\, \%}\) pour des émulsions, dans une gamme de taille comprise entre 0, 01 et \({1000}{\, \rm \mu m}\).

Par ailleurs, l'interaction de l'onde acoustique avec la suspension provoque un mouvement périodique des particules et si elles sont chargées, il en résulte un champ électrique alternatif. Les méthodes électro-acoustiques consistent à mesurer le potentiel de vibration (CVP) ou le courant (CIV) généré entre deux électrodes placées dans le milieu et permettent de mesurer le potentiel zêta des particules. Ces méthodes peuvent être combinées dans un même appareil, c'est le cas par exemple du modèle 1200 de Dispersion Technology, du Zetasizer de Malvern Instruments, de l'Acoustosizer IIs de Colloidal Dynamics et du modèle APS 100 de Matec Applied Sciences qui a la particularité d'utiliser un logiciel ne faisant pas d'hypothèses sur la forme de la distribution des tailles pour l'inversion des données. Ces techniques ont été décrites plus en détail par G. Baudet [Baudet, 02]^[3] dans un numéro de Spectra Analyse.

Enfin, d'autres méthodes permettent de mesurer des fines particules comme la spectrométrie par temps de vol qui mesure un diamètre aérodynamique tenant compte de leur forme (PSD 3603 commercialisé par TSI, en remplacement de l'Aerosizer de Amherst) ou la séparation électrostatique (Scanning Mobility Particle Sizer de TSI) ainsi que les techniques classiques de sédimentation et centrifugation (Analysette 20 de Fritsch, modèles XDC et DCP de Brookhaven Instruments et Sedigraph 51000 de Micrometrics) et chromatographie hydrodynamique (modèle CHDF 2000 de Matec Applied Science) [Airiau, 99]^[4].