Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La granulométrie et la morphologie des particules sont des caractéristiques incontournables d’une poudre. Ces paramètres influencent considérablement l’ensemble des comportements des poudres dans différentes conditions opératoires. Toutefois, la mesure de ces propriétés n’est pas une tâche triviale et présente de nombreuses subtilités, tant sur le plan théorique que pratique. Cet article présente les éléments théoriques et les principes de base associés à la caractérisation morphogranulométrique des poudres.
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The particle size and morphology are essential characteristics of a powder. These parameters significantly influence the overall behavior of the powders in different operations or conditions. However, measuring these properties is not a trivial task and involves many subtleties, both theoretically and practically. This article presents the theoretical elements and the basic principles associated with the morpho-granulometric characterization of powders.
Auteur(s)
-
Khashayar SALEH : Professeur des universités - Alliance Sorbonne/Université de Technologie de Compiègne - Département Génie des Procédés industriels, labo. TIMR, France
INTRODUCTION
La distribution granulométrique des particules ainsi que les paramètres caractéristiques de cette distribution font partie des paramètres les plus recherchés d’une poudre, tant pour la prédiction de son comportement que pour le calcul des opérations qui la mettent en œuvre : stockage, écoulement, séparation, fluidisation, échange thermique, réactions chimiques, dispersion, dissolution, etc.
Cet article traite de la granulométrie et de la morphologie des solides divisés. Tout d’abord, il présente les notions de base associées à la détermination des propriétés morphogranulométriques des particules individuelles (tailles caractéristiques, diamètres équivalents, facteurs de forme, facteurs de sphéricité). Puis, il décrit les méthodes théoriques couramment utilisées pour présenter et exploiter rigoureusement les données relatives à une population de particules (distribution de taille, taille moyenne, dispersion granulométrique, lois de distribution, représentations graphique ou mathématique). Enfin, il présente les principales techniques expérimentales utilisées pour l’analyse granulométrique des poudres (tamisage, analyse d’image, optique, gravitationnelle, etc.) en décrivant les principes physiques correspondant à chaque technique. L’accent est mis sur la nature des données obtenues en précisant quelle est la taille caractéristique mesurée par chaque technique et quelle est la base de mesure (en nombre ou en masse). L’objectif est de présenter les éléments nécessaires pour aider le lecteur dans le choix adapté d’une méthode pour l’application industrielle visée.
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KEYWORDS
characterization | Powders ans divided solids | Particle size analysis | Particle shape analysis
DOI (Digital Object Identifier)
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Sigles, notations et symboles5. Conclusion
Cet article décrit la théorie, les principes et les techniques d’analyse granulométrique des poudres. Contrairement aux apparences, une analyse granulométrique n’est pas une mesure triviale et doit être menée avec beaucoup de précaution, depuis l’échantillonnage jusqu’à l’obtention des résultats en passant par un choix approprié de l’instrument de mesure, des paramètres opératoires et des méthodes d’exploitation des données.
Le choix d'une technique de mesure se fait en fonction de la gamme de taille à mesurer, de l'information recherchée (type de diamètre requis, distribution en nombre ou en masse), de l'état de la phase dispersée (poudre sèche, suspension, émulsion, spray), de sa concentration, de la quantité d'échantillon à analyser disponible, du coût de l'investissement de l'appareil, du niveau de formation requis du personnel ainsi que des contraintes d'hygiène et de sécurité relatives à la manipulation de la poudre. Le tableau 12 donne un aperçu des techniques existantes et de leur domaine d'utilisation. À l'exception de tamisage, l'ensemble des techniques présentées dans ce tableau nécessite un investissement relativement important et un personnel qualifié.
Remarque : quels que soient la technique de mesure employée et le mode de présentation choisi, il convient d'éviter de :
-
comparer deux tailles (ou distributions de taille) obtenues avec deux méthodes différentes ;
-
combiner les répartitions granulométriques d'une poudre obtenues sur deux gammes de tailles différentes, ceci même pour des mesures réalisées avec la même technique (à l'exception de tamisage et de l'analyse d'image) ;
-
déterminer une distribution en nombre d'une population à partir de sa distribution en volume (ou en masse) et vice versa car ce traitement peut conduire à des erreurs importantes. La masse d'une particule diminuant avec le cube de son diamètre, une erreur sur la masse a un impact beaucoup plus grand sur le nombre des fines particules que sur celui des grosses particules.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ALLEN (T.) - Particle size measurement. - 4th Edition, Chapman & Hall (1990).
-
(2) - LERCHE (D.) - Comprehensive Characterization of Nano- and Microparticles by In-Situ Visualization of Particle Movement Using Advanced Sedimentation Techniques. - KONA Powder and Particle Journal, 36, p. 156-186 (2019).
-
(3) - SAFFMAN (P.G.) - Low Reynolds Number Hydrodynamics. - By J. HAPPEL and H. BRENNER. Prentice-Hall, 1965. 553 p. £6. Journal of Fluid Mechanics, 28(4) : p. 826-828 (2006).
-
(4) - ALLEN (T.) - Powder Sampling and Particle Size Determination. - Ed. T. Allen, Amsterdam, Elsevier, 660 (2003).
-
(5) - DE JAEGER (N.) et al - Particle Sizing by Photon Correlation Spectroscopy Part I : Monodisperse latices : Influence of scattering angle and concentration of dispersed material. - Particle & Particle Systems Characterization, 8(1-4), p. 179-186 (1991).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Mise en œuvre des poudres – Principes physiques des solides divisés.
-
Mise en œuvre des poudres – Granulation humide : bases et théorie.
-
Mise en œuvre des poudres – Techniques de granulation humide et liants.
-
Mise en œuvre des poudres – Stockage et écoulement des silos.
-
Stockage et écoulement des solides granulaires dans les silos – Concepts de base et théorie.
-
Stockage et écoulement des solides granulaires dans les silos – Ingénierie...
NORMES
-
Granulats – Analyse granulométrique par tamisage, AFNOR. - P 180-560 - 1990
-
Qualité du sol – Détermination de la distribution granulométrique des particules du sol – Méthode à la pipette, AFNOR. - NF X31-107 - 2003
-
Granulométrie – Détermination de la taille des particules d'une poudre – Méthode par microscopie optique. - NF X11-661 - 1990
-
Essais pour déterminer les caractéristiques géométriques des granulats – Partie 1 : détermination de la granularité – Analyse granulométrique par tamisage. - NF EN 933-1 - 2012
-
Détermination de la distribution granulométrique par les méthodes de sédimentation par gravité dans un liquide – Partie 3 : méthode aux rayons X par gravité. - NF ISO 13317-3 - 2001
-
AFNOR Granulométrie – Analyse granulométrique de particules en suspension dans un électrolyte par compteur à variation de résistance. - NF X11-670 - 1989
ANNEXES
Means for counting particles suspended in a fluid, US2656508A.
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Anton Paar :
Malvern Panalytical :
http://www.malvernpanalytical.com
Horiba :
Shimadzu :
Beckman Coulter :
Retsch
SympaTec :
Mettler Toledo :
HAUT DE PAGE2.2 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
Liste des stages courts de formation continue sur les poudres organisés...
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