Étude des propriétés hydriques et des mécanismes d ... - sacre

Annexes
A3 : Diffraction des rayons X sur poudre
La diffraction des rayons X est la méthode la plus couramment utilisée pour se renseigner sur la
structure cristalline. Dans le cas d'échantillons en poudres formées de très petits cristaux orientés
aléatoirement, toutes les orientations possibles sont représentées, ce qui permet de faire une moyenne
statistique.
Le dispositif expérimental utilisé est un diffractomètre de poudre à compteur courbe. Il fonctionne
avec la raie kα1 du Cuivre : λ = 1,54056 angström.
L'identification est réalisée en comparant le diffractogramme obtenu avec une base de données
internationale (JCPDS) contenant les diffractogrammes de référence de plus de 80000 phases. Cette
méthode permet l’identification des différentes phases cristallines constitutives de la roche et aussi
d’estimer les proportions relatives de ces différentes phases.
Le réseau du cristal est une distribution régulière en trois dimensions des atomes dans l'espace. Ils sont
arrangés pour former une série de plans parallèles, séparés par une distance d, qui varie selon la nature
du matériau. L'interaction d'un faisceau de rayons X (longueur d'onde très courte) avec la matière
donne naissance à une émission dans toutes les directions d'un rayonnement de même longueur d'onde
et de phase cohérente. Ce phénomène de diffusion conduit à des ondes d'amplitude très faibles dans le
cas d'un atome. En revanche, la diffusion par la matière, un ensemble d'atomes, entraîne une
interférence des ondes cohérentes diffusées par chaque atome. Cette onde, dite diffractée, dépend de la
structure atomique de la matière.
Lorsqu'un rayon X monochromatique de longueur d'onde λ est incident aux plans du réseau dans un
cristal avec un angle θ, la diffraction a lieu seulement lorsque la distance parcourue par les rayons
réfléchis de plans successifs, diffèrent d'un nombre entier de longueur d'onde. C'est la loi de Bragg :
n λ = 2 d sin θ
où d est la distance interréticulaire séparant deux plans de même famille (h,k,l), n est l'ordre de
diffraction.
Kévin Beck (2006) 213