Contribution à la caractérisation et synthèse de pigment de peinture à base de calamine. Evaluation de la qualité et analyse des incertitudes sur les propriétés
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Date
2018
Authors
ABEDGHARS Mohamed Tayeb
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Abstract
Le pigment d’oxyde de fer est constitué de 53,18% fer avec une gangue siliceuse. La calamine
quant à elle contient 73,83% de fer. La densité du pigment et de la calamine est
respectivement de ρ=3.0665 g/cm3
et ρ=5.4203 g/cm3
. Le pigment est de structure oolithique.
La calamine présente une structure homogène des trois oxydes de fer. La taille des grains des
composés est comprise entre 0,6 et 40 µm avec un D50 inférieur à 8 µm. Leurs surfaces
spécifiques sont de 1,6 et 1,5 m2
/g. La calamine a une aptitude à garder sa magnétisation
contrairement au pigment qui possède une magnétisation faible.
L’analyse thermique simultanée montre une augmentation de masse de 3,602% entre 400 et
1000°C pour la calamine et un dégagement de chaleur égal à 1,128 W/g. Pour le pigment de
fer, cette analyse montre une perte globale de masse égale à 11,05% accompagnée par une
absorption de chaleur égale à 1.926 W/g. Concernant les mélanges à 5, 10, 15, 20, 25 et 35%
de calamine, nous trouvons une décroissance de la perte de masse. Le flux de chaleur quant à
lui prend une allure polynomiale croissante.
Les observations au MEB montrent une structure homogène de la calamine composée de
grains d’oxydes de fer de tailles différentes allant de 1 µm à 10 µm et des agrégats de petites
particules. Quant au pigment d’oxyde de fer, il est composé d’agrégats de grains plus au
moins arrondis formés d’oxydes de fer et de gangue. L’analyse EDS montre une dominance
de l’élément fer pour les deux matériaux.
Les spectres de mesures optiques montrent que les trois composés n’absorbent aucun
rayonnement dans le visible et absorbent des flux importants dans le proche UV. Ils
réfléchissent la totalité des rayonnements incidents dans le visible mais réfléchissent très peu
les rayonnements du proche UV.
La diffraction des rayons X de la calamine montre que les phases cristallines qui la constituent
sont des mélanges de wustite, de magnétite et d’hématite. Quant au pigment d’oxyde de fer, il
est composé des phases cristallines suivantes : la goethite, l’hématite, la fayalite, la silice, le
pentoxyde de phosphore, et la hausmannite.
Le modèle de prédiction que nous avons développé traite la modélisation de la perte de masse
et du comportement thermique en fonction du taux de mélange par un modèle combiné de
« neuronal network NN » et la simulation MTCS, nous a permis de calculer cette perte de
masse et la variation d’énergie correspondante. Le modèle basé sur l'approche du réseau
neuronal, par sa précision élevée, nous offre une gamme réduite d'incertitudes
comparativement au modèle linéaire.