Thermogravimétrie

La thermogravimétrie observe les propriétés d’un élément sous l'effet de la variation de température. Elle étudie la corrosion, la pyrolyse, l’absorption, la désorption, la perte de solvant, l’oxydation, la réduction, l’hydratation, la déshydratation, la cristallisation, la combustion et la décomposition de l'objet de l'analyse. Sa réalisation nécessite le recours à des instrumentations de mesures thermiques  bien spécifiques, en l'occurrence un analyseur thermogravimétrique, aussi appelé thermobalance. Ce dernier facilite l’étude des comportements physiques d’un matériau dans un environnement contrôlé, souvent à haute température.

Cette technique s’avère très utile dans de nombreux domaines d’activité, tels que :

Comment fonctionne la thermogravimétrie ?

En général, l’analyse thermogravimétrique ou TGA donne des résultats d’une grande précision puisque la masse minimale de l’échantillon autorisée avoisine 100 nanogrammes. Pour ce faire, la machine analyse thermogravimétrique s’équipe de nombreux éléments :

  • Un four 
  • Une canne de mesure
  • Des capteurs calorimétriques
  • Une balance 
La plage de température du four varie entre 1 et 1 600 °C, bien que certaines machines puissent atteindre les 2 400 °C. Cela permet de comprendre les propriétés physiques d’une large gamme de matériaux organiques, inorganiques ou synthétiques. Le gaz de balayage utilisé pour mettre en œuvre le contrôle de l’atmosphère peut être de l’azote, de l’argon, de l’oxygène ou autres.  

Pour en améliorer la performance, l’appareil peut être couplé à divers équipements, comme :

  • Un analyseur calorimétrique (DSC)
  • Un analyseur thermique différentiel (ATD)
  • Un analyseur thermomécanique (ATM)
  • Un chromatographe à phase gazeuse (GC)
  • Un spectromètre de masse (MS)

Quels sont les différents types d’analyseeurs thermogravimétriques ?

Les appareils de thermogravimétrie à petit four

Techniquement nommés machine thermogravimétrique à vitesse de perte de masse constante, ces appareils sont conçus pour analyser la résistance d’un matériau face à une variation constante de température.

Les appareils de thermogravimétrie à grand four

Ce type d’analyseur thermogravimétrique utilise la technique de thermogravimétrie à température modulée (MTGA). Il est adapté pour l'observation de la réaction d’une quantité donnée d’échantillons dans un environnement à haute température.