Granulométrie

La lumière diffusée par une particule, et par conséquent la turbidité d’une suspension, dépendent étroitement de sa taille.

Le changement de la granulométrie d’une suspension peut se faire soit à nombre de particules constant, soit à volume global de particules constant. Le premier cas se présente lors d’une croissance cristalline ou d’addition d’eau (nombre de particules constant) et le deuxième par désagrégation ou agglomération (quantité de matière constante). Il est important de faire la distinction parce que l’effet sur l’intensité de diffusion est tout à fait différent.

L’illustration ci-dessous montre l’intensité de diffusion en fonction du diamètre de particules à nombre constant. Au-dessus de 0.3 µm la lumière diffusée augmente proportionnellement à la surface de la section (section efficace) des particules, soit au carré du diamètre. En présence de particules extrêmement petites de moins de 0.3 µm, l’intensité de diffusion augmente avec le carré (d² de leur volume, soit à la puissance 6 du diamètre (d⁶ (rayonnement dipolaire).

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Fig. 31: Intensité de la lumière diffusée à nombre de particules constant. n = indice de réfraction; longueur d’onde 550 nm; angle 90°; granulométrie : log-normale; σ

= 0.6

L’image change complètement à quantité de matière constante (fig. 32). Au-dessus du maximum à 0.3 µm l’intensité de diffusion diminue par 1/d malgré l’augmentation de la section des particules au carré, parce que leur nombre diminue à la puissance 3. En-dessous de 0.3 µm l’intensité de diffusion augmente à la puissance 3 du diamètre (d³ .

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Fig. 32: Intensité de la lumière diffusée à concentration de volume constante. n = indice de réfraction; longueur d’onde 550 nm ; angle 90°; log-normale; σ

= 0.6

Dans la pratique, il n’y a guère de suspensions de particules d’une seule taille uniforme (monodisperse). Le plus souvent on rencontre des suspensions à granulométrie multiple (polydisperse). Les caractéristiques présentées ci-dessus restent toutefois valables dans leur principe.