Article de référence | Réf : IN74 v1

Le talc naturel
Nanotalcs synthétiques : des nanoparticules argileuses à l'assaut de l'industrie

Auteur(s) : François MARTIN

Date de publication : 10 juil. 2008

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INTRODUCTION

La course vers les nanomatériaux que se livrent laboratoires privés et laboratoires de recherche publique a permis le développement de nouveaux matériaux de taille nanométrique, conservant les caractéristiques des talcs naturels, avec de nouvelles propriétés physiques et chimiques, qui laissent présager d'un développement sans précédent dans de nouvelles applications industrielles dans lesquelles le talc naturel ne pouvait entrer, en particulier en tant que nanoparticules lubrifiantes résistantes à haute température.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in74


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1. Le talc naturel

Le professeur François MARTIN est directeur de l'équipe recherche technologique ERT 1074 Géomatériaux du CNRS, directeur de l'IUP Génie de l'Environnement, observatoire Midi-Pyrénées, université Paul-Sabatier, LMTG-CNRS-UPS-IRD (Toulouse).

Cet article est dédié à François FONTAN, minéralogiste systématicien français décédé en juillet 2007.

Sur les nanoparticules :Les nanoparticules inorganiques   de M. Wautelet

Le talc (figure 1) est un silicate de magnésium hydraté Mg3Si4O10(OH)2. C'est le pôle le plus simple des phyllosilicates de type 2:1 qui compte dans ses rangs les smectites (argiles gonflantes) par exemple. La plupart des talcs naturels comportent des teneurs très faibles (< 1 %) en Fe, Al, F, Mn, Ti, Cr, Ni, qui viennent se substituer au Si, Mg, et OH. Mais l'électroneutralité de la maille perdure malgré ses substitutions et on assiste dans le milieu naturel a un ré-équilibrage de charge dans la structure (exemple : un Si4+ remplacé par un Al3+ et en parallèle un Mg2+ remplacé par un Fe3+). La structure est la superposition suivant la direction c* de feuillets tous identiques distants de 9,36 Å, comportant deux couches de tétraèdres de silicium inversés encadrant une couche d'octaèdres de magnésium. La surface du feuillet est composée essentiellement d'atomes d'oxygène qui viennent coulisser sur le feuillet sus- ou sous-jacent, conférant au talc son toucher onctueux sous l'effet d'une contrainte de cisaillement. Cette surface est hydrophobe (rendant très difficile sa dispersion en milieu aqueux). Les surfaces latérales quant à elles sont considérées hydrophiles (OH de bordures) mais en moins grandes extensions que les surfaces hydrophobes.

Le talc produit à travers la planète est extrait de gisements provenant essentiellement de la transformation de dolomie (carbonate de calcium et de magnésium) sous l'effet de fluides géologiques très chauds et riches en silicium, en talc. Le calcium et le carbone composant la dolomie sont évacués ; restent en place le silicium et le magnésium qui se recombinent pour former une roche de talc : la stéatite (figure 2). Il n'existe pas de gisements où le talc...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MARTIN (F.), PETIT (S.), GRAUBY (O.), NOACK (Y.), HAZEMANN (J.L.), DECARREAU (A.) -   Experimental study (200 °C) of tetrahedral solid solution (Si-Ge) in Ni  -  Co and Mg talcs. Thin Solid Film, 222, 189-195 (1994).

  • (2) - PETIT (S.), ROBERT (J.L.), DECARREAU (A.), BESSON (G.), GRAUBY (O.), MARTIN (F.) -   Contribution of spectroscopic methods to 2:1 clay characterization  -  Bull. Centres Rech. Explor. – Prod. Elf Aquitaine, 19, 1, 119-148 (1995).

  • (3) - MARTIN (F.), ILDEFONSE (Ph.), HAZEMANN (J.L.), PETIT (S.), GRAUBY (O.), DECARREAU (A.) -   X-ray absorption fine structure and Fourier transform Infrared studies of the Ge-Si-solid solution in talcs  -  European Journal of Mineralogy, 8, 289-299 (1996).

  • (4) - MARTIN (F.), PETIT (S.), GRAUBY (O.), LAVIE (M.P.) -   Gradual H/D substitution in synthetic germanium bearing talcs : a method for infrared assignment  -  Clay Minerals, 34, 365-374 (1999).

  • (5) - MARTIN (F.), MICOUD (P.), DELMOTTE (L.), MARECHAL (C.), LE DRED (R.), DE PARSEVAL (Ph.), MARI (A.), FORTUNE (J.P.), SALVI (S.), BEZIAT (D.), GRAUBY (O.), FERRET (J.) -   The structural formula of talc from the Trimouns deposit,...

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