Comment mieux caractériser la dimension de vos poudres ?

Les matières premières utilisées dans les diverses industries se présentent souvent sous forme de poudres. En fonction des propriétés et de la nature de ces dernières, leurs réactions au cours des processus de transformation sont nombreuses. Il est donc indispensable de caractériser leurs propriétés physiques et chimiques afin d’optimiser l’exploitation de ces poudres dans les productions. Parmi les propriétés les plus importantes à analyser se trouve la taille. Ainsi, comment mieux caractériser la dimension de ces poudres ? Explications.

La granulométrie laser : une technique de pointe

Par définition, la granulométrie est la science de mesure de la taille des particules. Elle est très importante, car elle entraine des conséquences sur les autres propriétés de la poudre.

La granulométrie laser, ou granulométrie à diffraction laser, est une technique qui a été inventée dans les années 1970. Celle-ci permet de mesurer des tailles comprises entre 0,05 et 900 µm (autrement dit, il s’agit de particules très fines). Cette technique est donc extrêmement précise. De plus, elle est adaptée à l’analyse des différents types de poudre, ce qui la rend utile aussi bien dans le domaine industriel pur que dans les laboratoires (cosmétiques, médicaux, pharmaceutiques, etc.) : pour en savoir plus sur la granulométrie à diffraction laser, il est important de comprendre son fonctionnement dans les différents usages.

Principe et fonctionnement de la granulométrie laser

La granulométrie par diffraction laser se base notamment sur la théorie de Fraunhofer et sur celle de Mie. Cette dernière remplace la théorie de Fraunhofer pour ce qui concerne les particules inférieures à 10 µm. Selon ces théories, lorsqu’un faisceau laser éclaire une particule opaque animée d’un mouvement aléatoire, des franges de diffractions sont observées.

Autrement dit, chaque particule diffracte la lumière selon sa taille. L’observation faite alors est que plus la particule est petite, plus l’angle de diffraction est élevé. L’intensité des rayons de lumière dispersés et l’angle de diffraction dépendent de la taille de la particule.

De façon pratique, les appareils de granulométrie comportent des contenants qui reçoivent les échantillons à mesurer. Ces derniers peuvent être secs ou humides. Après avoir positionné ces contenants à l’emplacement qui leur est destiné, les particules sont dispersées, puis des faisceaux lumineux sont projetés sur les échantillons. Le rôle des appareils est alors de mesurer les rayons qui seront alors émis afin d’en déterminer les angles. Cette procédure très rapide permet d’avoir des résultats précis en très peu de temps.

Notez que la quantité de particules analysée est supérieure lorsqu’il s’agit d’une mesure par voie sèche. Dans le cas d’une mesure par voie humide, l’eau utilisée pour disperser les particules est d’abord analysée seule, car elle provoque également le phénomène de diffraction. Par la suite, les résultats obtenus avec l’eau uniquement puis avec l’eau mélangée aux particules de poudre sont comparés afin d’observer et de relever les différences.

Les conditions optimales d’utilisation des appareils de granulométrie laser sont définies par la norme ISO 13320.

Les avantages de la granulométrie laser

Très appréciée et utilisée aujourd’hui, la technique de granulométrie par diffraction laser est une technologie révolutionnaire. Elle tend à remplacer peu à peu la technique par tamis qui était auparavant la plus employée. En effet, en plus d’être très précise, cette technique est rapide. Ne nécessitant pas de calibrage préalable, la vérification des résultats est simplifiée grâce à des étalons standards.

De plus, cette technique permet d’effectuer près d’une centaine de mesures par jour, en plus de donner la possibilité d’échantillonner beaucoup de particules. Par ailleurs, les risques d’erreur avec la granulométrie laser sont très faibles. Cela permet de comparer les particules ainsi que les résultats avec ceux d’autres études.

Le recours à des appareils de granulométries laser est donc vivement conseillé pour les industries. Ces appareils peuvent par exemple être utilisés dans l’industrie agroalimentaire (lait en poudre, farine, sucre, etc.), ou bien encore dans les entreprises de fabrication de toner, de ciment, etc.

Les appareils de granulométrie

Il existe plusieurs sortes d’appareils de granulométrie laser. Appelés granulomètres laser, ils sont conçus par des fabricants différents et se distinguent notamment par leurs caractéristiques techniques. La principale étant la plage de mesure, qui peut aller de 0,01 µm à 3500 µm.

Il faut savoir que certains modèles fonctionnent suivant le procédé de dispersion par voie sèche. Dans ce cas, c’est de l’air comprimé qui sert de dispersant. L’eau est le dispersant des modèles de granulomètres utilisant la dispersion par voie humide. Certains appareils de dernière génération allient les deux procédés, augmentant ainsi le champ des possibilités de mesure. Les appareils sont généralement reliés à un logiciel qui, une fois mis en marche, calcule et indique les mesures prises, ainsi que le nombre de particules.

Si vous souhaitez acquérir des appareils de granulométrie laser, il est recommandé de vous tourner vers des sociétés spécialisées. En fonction de l’utilisation que vous souhaitez faire de l’appareil, vous pouvez recevoir des conseils et un devis avant de vous lancer. Vous pourriez par exemple faire l’acquisition d’appareils qui pourront remplir d’autres fonctions (analyser d’autres propriétés des particules notamment), ou qui seront dotés d’un calibrage sur mesure en fonction de vos demandes.

Bien choisir son appareil de granulométrie laser

Face à la multitude d’appareils de granulométrie laser disponibles sur le marché, il peut être difficile de choisir celui qui convient à vos besoins. Afin de ne pas vous tromper dans le choix de votre appareil, il convient de tenir compte de :

• la taille des échantillons à mesurer
• la nature des échantillons
• le mode de dispersion (par voie humide ou sèche)

Choisissez ainsi un appareil en fonction de sa capacité à mesurer, par voie humide ou par voie sèche. Les fonctionnalités techniques supplémentaires des différents appareils qui vous intéressent devront être bien analysées afin de sélectionner celui qui s’accorde avec l’utilisation que vous souhaitez en faire. Pour finir, sachez qu’il est important de prendre en compte la facilité d’utilisation du logiciel qui accompagne l’appareil. Il faut que les interprétations des mesures soient facilement déchiffrables par exemple.

Sachant que la caractérisation des dimensions des poudres contribue à l’optimisation des processus de production, il est essentiel de s’approprier les bons outils. Il est aussi possible de faire appel à des laboratoires certifiés pour mener à bien les analyses de vos poudres avant que vous ne les utilisiez.