Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les argiles gonflantes sont des matériaux naturels très communs dans les sols dont les propriétés physico-chimiques sont employées dans de nombreuses applications industrielles. Une partie de ces activités utilise les propriétés rhéologiques des suspensions argileuses qui restent mal comprises. La mise en évidence du caractère cristal liquide des suspensions de certaines argiles gonflantes ouvre donc de nouvelles perspectives pour la compréhension et l'utilisation de ces matériaux.
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Swelling clay minerals are very common natural materials found in the soil, their physico-chemical properties are used in numerous industrial applications. A part of these activities use the rheological properties of clay suspensions which remain poorly understood. The identification of the liquid crystal character of such swelling clay suspensions opens new perspectives for the understanding and use of these materials.
Auteur(s)
INTRODUCTION
Les argiles gonflantes sont des matériaux naturels très communs dans les sols dont les propriétés physico-chimiques sont employées dans de nombreuses applications industrielles. Une partie de ces activités utilise les propriétés rhéologiques des suspensions argileuses qui restent mal comprises. La mise en évidence du caractère cristal liquide des suspensions de certaines argiles gonflantes ouvre donc de nouvelles perspectives pour la compréhension et l'utilisation de ces matériaux.
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Conséquences et portée de ces résultats4. Résultats
4.1 Caractérisation optique des matériaux
La figure 4 présente deux séries de flacons, issus des deux fractions les plus fines de nontronite, observés entre polariseurs et analyseurs croisés. Dans les deux cas, on observe la même séquence pour des fractions volumiques (φ) croissantes.
Pour de faibles fractions volumiques, les suspensions sont des liquides isotropes qui présentent une biréfringence d'écoulement (apparition de biréfringence sous contrainte mécanique). Puis, les suspensions révèlent deux phases avec une interface nette les séparant. La partie inférieure plus dense est biréfringente et la proportion de cette phase nématique augmente avec l'accroissement de la fraction volumique, les concentrations des deux phases restent constantes tout au long de la transition, ce qui indique clairement une transition de phase du premier ordre. Pour des fractions volumiques plus élevées, les suspensions sont des gels fortement biréfringents.
Le comportement ainsi mis en évidence prouve de façon claire le caractère cristal liquide des suspensions de nontronite, et la transition observée est bien une transition isotrope/nématique. On observe le même type de comportement au microscope polarisant (figure 5).
Une confirmation nette du caractère cristal liquide des suspensions aqueuses de nontronite est fournie par leur comportement sous champ magnétique. La figure 6 montre, pour un échantillon biphasique, l'alignement des phases sous un champ magnétique de 1 Tesla. Dans les conditions d'extinction maximale (figure 6a), le capillaire est à peine visible, car son axe est parallèle à celui du polariseur. Dans les conditions de transmission maximale (figure 6b), la phase nématique apparaît quasi uniformément éclairée, car la quantité de défauts est nettement moindre sous champ magnétique. La phase isotrope n'est pas sombre en raison de son anisotropie induite par la présence du champ magnétique. Le champ magnétique peut même être utilisé pour moduler à l'échelle micrométrique l'orientation des feuillets argileux en utilisant une instabilité hydrodynamique liée à un changement soudain de direction du champ magnétique (transition de Fredericks, figure ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(7) - CZURDA...
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