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ÉTUDE DES SUSPENSIONS DE CARBONATE DE CALCIUM BROYÉ : Caractérisation et procédés de dispersion
Ce travail consiste à étudier des propriétés physiques des suspensions aqueuses de carbonate de calcium naturel broyé, en présence ou non de dispersant de type polyélectrolyte. Les suspensions de fractions volumiques variables sont obtenues par la dispersion d’une pâte très concentrée dans une solution de dispersant. La distribution des tailles de particules est mesurée par granulométrie laser et montre une population bimodale comprise entre 0,03 et 10 µm. Les dispersions ne sont pas stables : l’agrégation des particules en milieux aqueux est mise en évidence par des mesures rhéologiques, à l’aide une géométrie de type Couette non standard (ailette à 6 pales) et par des mesures des vitesses de sédimentation. La microscopie électronique à balayage montre essentiellement des particules de tailles inférieures au micron, formant des agrégats plus gros. Afin d’optimiser la quantité de dispersant et la méthode dispersion, nous proposons de nouvelles méthodes basées sur les cycles de centrifugation-redispersion qui permettent d’améliorer considérablement la stabilité des suspensions et l’adsorption du dispersant. Dans ces conditions, la sédimentation est à fronts multiples et la quantité des particules inférieures au micron croit avec le nombre de cycles. En dernier, nous proposons la caractérisation des poudres par l’imprégnation de pastilles compactées avec des liquides qui n’entraînent pas de fracture ou de dissolution. Les poudres sont préparées à partir du séchage des suspensions obtenues avec divers protocoles. Les mesures d’angle de contact, de diamètre de la base et de volume des gouttes montrent différents régimes d’imprégnation. Des gouttes successives ajoutées amènent à la saturation complète des pores de la pastille. L’effet de la pression de compactage a été étudié. Nous avons testé diverses approches théoriques pour interpréter les vitesses d’imprégnation et de propagation du liquide à travers les pastilles. Les différentes cinétiques d’imprégnation sont liées à la présence du dispersant.