Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Dans le cas des solides réactifs, les couplages cinétique/mécanique, cinétique/composition ou cinétique/morphologie sont systématiquement responsables du comportement constaté. Cependant, l'étude des vitesses des réactions élémentaires avec la recherche de l'étape limitante ne suffit souvent pas à rendre compte des observations cinétiques expérimentales. C’est pourquoi la thermogravimétrie, méthode ancienne qui mesure les changements de masse d'un solide porté à une température élevée, fait toujours partie des dispositifs qui demeurent essentiels pour un suivi analytique expérimental des cinétiques. Le traitement analytique, quant à lui, fait l’objet de nombreuses études. Les modélisations proposées sont désormais bien reconnues pour ce qui est de la relation entre la morphologie du solide initial (plaques, poudres, fils...) et l'allure des thermogrammes.
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In the case of reactive solids the kinetic-mechanical, kinetic-composition, or kinetic-morphology couplings are systematically responsible for the observed behavior. However, the study of the speed of the elementary reactions with the search for the limiting stage does not often suffice when explaining experimental kinetic observations. This is the reason why the thermogravimetry, an age old method which measures the changes in the density of a solid heated at high temperatures remains one of the essential devises in order to carry out an experimental analytical follow-up of kinetics. The analytical treatment, on its part, is the object of a large number of studies. The reliability of the offered modeling is at this time fully recognized concerning the relationship between the morphology of the initial solid (plates, powders, wires, etc.)and the aspect of the thermograms.
Auteur(s)
-
Pierre LEFORT : Professeur à l'université de Limoges
-
Stéphane VALETTE : Maître de Conférences à l'université de Limoges
INTRODUCTION
La compréhension des mécanismes cinétiques des réactions doit s'apprécier dans une globalité qui implique, à parité, les caractérisations morphologiques cristallographiques, … et les mesures de vitesses réactionnelles. Les couplages cinétique/mécanique, cinétique/composition ou cinétique/morphologie sont systématiquement responsables du comportement constaté des solides réactifs. L'étude des vitesses des réactions élémentaires avec la recherche de l'étape limitante, pour essentielle qu'elle soit, traitée en [AF 3 688], ne suffit souvent pas à rendre compte des observations cinétiques expérimentales. C'est pourquoi, même si la thermogravimétrie demeure l'instrument principal des caractérisations cinétiques, cette branche des sciences physiques est en pleine évolution au plan expérimental, en relation avec les progrès actuels des appareillages de caractérisation. Des tentatives de modélisation de phénomènes complexes continuent d'être entreprises : on peut s'attendre également à des progrès dans ce domaine, avec l'augmentation des puissances de calcul, et, simultanément, avec les définitions de plus en plus fines des solides permises par les progrès de leur caractérisation.
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Suivi analytique expérimental des cinétiques
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4. Évolution de la réactivité du solide
La réactivité du solide à température élevée et sa branche « cinétique » en particulier sont certainement bien loin d'être arrivées à maturité, en tant que disciplines. Elles présentent un intérêt fondamental pour comprendre l'évolution au cours du temps de la matière solide, portée à haute température, mais surtout, dans un environnement donné, elles sont porteuses de progrès dans la fiabilité et le vieillissement de très nombreux matériaux, nouveaux ou non, ce qui intéresse principalement l'ingénieur.
La complexité conceptuelle de cette branche de la chimie physique n'est pas très grande, mais elle est relativement méconnue, ce qui a pour conséquence de très nombreuses erreurs et contresens aussi bien dans des publications scientifiques, même de haut niveau, que dans des bureaux d'études. La cause en est un enseignement insuffisant en université et en écoles d'ingénieurs.
Dans les années qui viennent, des évolutions et des développements importants sont à prévoir en réactivité du solide et en cinétique dans le champ de la modélisation fine des réactions de surface et pour les transferts de matière au sein du solide. Ils sont corrélés d'une part au progrès des moyens de calcul et d'autre part à ceux des appareillages d'investigation du solide.
Enfin, les deux dossiers [AF 3 688] et [AF 3 689] ont cherché à montrer qu'à côté d'une cinétique théorique bien formalisée et dont la connaissance est indispensable, chaque système étudié possède ses spécificités...
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Évolution de la réactivité du solide
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BARRET (P.) - Cinétique hétérogène. - Gautier-Villars, Paris (1973).
-
(2) - KOFSTAD (P.) - High Temperature Corrosion. - Elsevier, London, (1988).
-
(3) - SARRAZIN (P.), GALERIE (A.), FOULETIER (J.) - Les mécanismes de la corrosion sèche. Une approche cinétique. - EDP Sciences, Grenoble (2000).
-
(4) - SOUSTELLE (M.) - Cinétique hétérogène. - Tome 1, Hermès-Lavoisier, Paris (2006 ), tome 2, Hermès-Lavoisier (2006 ), tome 3, Hermès-Lavoisier, Paris (2006 ), tome 4, Hermès-Lavoisier, Paris (2007).
-
(5) - LECOMPTE (J.P.) - Contribution à l"étude du frittage sous charge du Nitrure d"Aluminium. - Thèse de doctorat, Université de Limoges (1982).
-
(6) - ROUQUEROL (J.) - * - Thermochim. Act.,...
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Thermobalances
SETARAM France http://www.setaram.fr
LINSEIS Allemagne http://www.linseis.com
RIGAKU Japon http://www.rigaku.com
HAUT DE PAGE
Journées d'Étude sur la Cinétique Hétérogène JECH, seule manifestation en français, de tenue annuelle dans différentes villes françaises (Grenoble, Dijon, Toulouse, Paris, Saint-Étienne sans oublier Limoges et quelques autres http://www.emse.fr/jech40
International Symposium on High Temperature Corrosion and Protection of Materials, Congrès qui se tient tous les 4 ans dans l'île des Embiez (Marseille) http://www.htcpm-2008.uhp-nancy.fr/
European Symposium of Thermal Analysis and Calorimetry (ESTAC) qui s'est tenu en 2006 à Cracovie, et se tiendra en 2010.
International Congress on Thermal Analysis and Calorimetry ICTAC http://www.ictac.org
...
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