Techniques thermiques
Thermogravimétrie
La méthode consiste à soumettre un échantillon à une rampe de température et à enregistrer simultanément sa perte de poids. Cette technique, comme nous l'avons vu sur les exemples cités précédemment, trouve tout son intérêt dans le cas des études d'hydrates et de solvates.
Cette méthode peut être couplée avec d'autre méthodes analytiques, comme la spectroscopie infrarouge ou la spectrométrie de masse, afin d'identifier la nature des composés volatils.
L'analyse calorimétrique différentielle
C'est sans doute la technique thermique la plus utilisée. Elle permet entre autre d'accéder aux températures et aux enthalpies de fusion et de transition solide-solide. Elle donne également accès à la mesure des températures de transition vitreuse -paramètre clé dans l'étude des phases amorphes- ainsi qu'à la mesure des capacités calorifiques.
Il y a plusieurs type d'ACD[1], mais que nous ne présenterons pas ici dans le détail. On se contentera de dire (voir figure ci-dessous) que la technique consiste à placer dans un four deux creusets, l'un pour l'essai (probe) l'autre en tant que référence, et à les chauffer simultanément par l'intermédiaire de résistances chauffantes. La différence de flux de chaleur entre la cellule échantillon et la cellule de référence en fonction de la température est mesurée. En l'absence de transformation physico-chimique dans l'échantillon cette différence de flux est constante en fonction de \(T\).
Si une transformation s'opère dans la cellule de mesure, la différence de flux de chaleur entre les deux creusets ne sera plus constante sur toute la zone de température où s'opère la transformation. C'est cette différence qui sera mesurée en fonction de \(T\), par un procédé ou un autre suivant le type d'ACD[1], et sera présentée in fine sous la forme d'un graphe.
D'autres exemples d'utilisation seront fournis plus loin.
Il nous faut cependant insister sur un point. La vitesse de remontée en température joue un rôle déterminant. Certaines transitions pourront ne pas être vues si la montée en température est trop rapide. L'idéal, si l'on veut respecter l'essence même de la thermodynamique (qu'il vaudrait mieux appeler thermostatique), serait d'utiliser la plus faible possible. Cependant le flux thermique associé à une transition dans ce cas-là, risque d'être trop faible pour être vu. On voit donc qu'il y aura dans toute recherche une mise au point nécessaire des conditions optimales.
L'intervalle classique de vitesse de chauffe est [0,5 °C/min - 20 °C/min].