Porosité

Fiche technique

La porosité est un paramètre important dans la description de la structure interne de matériaux et peut souvent avoir un effet considérable sur leurs caractéristiques, comportements ou performances. C’est la raison pour laquelle la porosité revêt d’une grande importance dans une multitude de secteurs industriels variés, tels que la pétrochimie, la catalyse hétérogène, le pharmaceutique, la métallurgie, les matériaux de construction ou encore dans le stockage énergétique.

Parmi les grandeurs d’intérêt, citons la fraction de vide, la densité, la distribution de tailles de pores, le volume poreux total et la surface poreuse. Selon l’application, des valeurs moyennes peuvent suffire alors que dans d’autres cas, une détermination précise des tailles de pores peut être nécessaire.

Les tailles de pores sont en général classées selon trois catégories, à savoir les micropores (< 2.0 nm), les mésopores (2.0-50 nm) et les macropores (> 50 nm). Dans certains cas, une distinction supplémentaire est faite entre les ultramicropores (< 0.7 nm) et les supermicropores (0.7-2.0 nm), tandis que des tailles de pores inférieures à 100 nm sont qualifiées de nanopores.

Etant donné cette gamme étendue, une seule technique ne suffit généralement pas pour caractériser toutes les tailles de pores. CARPOR propose une série de techniques de caractérisation qui, seules ou combinées à d’autres, permettent de couvrir une gamme de tailles de pores étendue. Les matériaux micro- ou mésoporeux seront préférentiellement caractérisés par l’adsorption de gaz et les matériaux méso- ou macroporeux par la porosimétrie par intrusion de mercure. Une visualisation directe interne dans la gamme du micron peut quant à elle se faire par microtomographie à rayons X.

La densité est également un paramètre important qui influencera le comportement de matériaux. CARPOR possède l’équipement pour mesurer la densité vraie (squelette) de matériaux par pycnométrie en phase gazeuse, tandis que la densité apparente à différentes pressions peut être déterminée par porosimétrie par intrusion de mercure. La combinaison de ces deux techniques permet d’accéder au pourcentage de porosité d’un matériau (Porosité = [1- Densité apparente/Densité vraie x100]).

La porosité influe également sur la manière dont des matériaux vont se comporter en termes de prise d’humidité ainsi que sur d’autres propriétés thermophysiques. Des relations entre de tels comportements et la porosité peuvent être établies en combinant les techniques citées ci-avant avec d’autres telles que la Sorption dynamique de vapeur, l’analyse d’humidité et la Thermogravimétrie-Calorimétrie à balayage différentielle (TG-DSC), disponibles au sein de la plateforme CARPOR.