Introduction
Le dépôt de sédiments dans les rivières, le mouvement des dunes dans les déserts et les avalanches de neige sont des phénomènes naturels intimement liés au caractère granulaire des objets en question, qui peuvent avoir une influence considérable sur l'activité humaine et qu'il s'agit donc d'étudier.
Le sel, le sucre, les céréales, le lait des bébés, le café, les boissons chocolatées instantanées, les préparations pour gâteaux « express », la lessive, le fard à paupières, les engrais, de nombreux médicaments ainsi que beaucoup d'autres produits de consommation courante sont conditionnés, voire utilisés, sous forme de poudre. Les peintures pour voitures, le toner des photocopieurs, la mélamine déposée sur les meubles ... sont autant de produits pulvérulents que nous ne manipulons pas directement mais qui constituent notre environnement quotidien. Enfin, beaucoup d'intermédiaires industriels (chimie minérale et organique) sont fabriqués sous forme de poudre. L'industrie manipule ainsi beaucoup de matériaux pulvérulents, intermédiaires ou produits finis, qu'il s'agit de pouvoir caractériser correctement afin d'optimiser les procédés et de garantir la qualité de la production, c'est-à-dire les propriétés d'usage des produits.
Les quelques exemples suivant illustrent l'importance de la taille des particules sur le comportement des poudres :
Le salage des routes et la répartition des engrais dans les champs
Relation taille - goût dans les aliments, exemple du sucre
L'exemple des sprays et aérosols pharmaceutiques en est une première illustration. Le nombre de médicaments livrés sous cette forme est en forte croissance (sprays nasaux mais aussi Ventoline et insuline pour n'en citer que des exemples) et l'efficacité de délivrance des produits sous cette forme est essentiellement liée à leur granulométrie car leur distance de pénétration dans le corps humain (nez, larynx, poumons) dépend de leur taille. Devant l'importance de la caractérisation de ces produits, la « Food and Drug Administration » Américaine recommande certaines méthodes pour leur analyse (granulométrie laser) et les constructeurs des appareils de mesure ont développé des dispositifs spécifiques pour tester les sprays et aérosols [Kippax, 03][1].
Comme l'indique la figure ci-dessous, il est aussi possible d'orienter le choix d'un équipement de séparation solide-liquide d'une suspension suivant la taille moyenne des particules.
Ainsi, naturels ou synthétiques, les produits sous forme divisée (ou pulvérulente) sont très répandus dans notre environnement. Les propriétés d'usage de ces objets (liées aux caractéristiques d' écoulement et de réactivité) dépendent de leur nature chimique mais aussi énormément de leurs caractéristiques physiques comme leur taille, leur forme ou leur état de surface. C'est sur la mesure de la taille ( taille mais aussi distribution de tailles, fraction de fines .... ) et de la forme des particules (et distribution de formes) que porte cette partie, la science qui a pour objet ces mesures est la granulométrie.
Nous verrons dans cette partie de cours que la mesure granulométrique est toujours relative. Deux techniciens qui mesurent la taille d'une poudre dans deux laboratoires différents peuvent très bien annoncer des valeurs très différentes sans qu'aucun ne puisse être mis en cause. Mesure souvent collective de propriétés individuelles, la granulométrie pose des problèmes de représentativité liés à l'échantillonnage, puis à la méthode d'analyse proprement dite (que mesure-t-on ?) et enfin à l'analyse des données.