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

Chapitre 2 : Caractérisation morphologique des matériaux
en utilisant un sorptomètre à volumétrie discontinue, Carlo Erba Sortomatic 1900. Les isothermes
d’adsorption-désorption du tuffeau blanc et de la pierre de Sébastopol sont présentées à la figure II.17,
et elles représentent le volume de gaz adsorbé en fonction de la pression d’adsorption d’équilibre. La
différence entre les courbes d’adsorption de ces deux pierres est très importante. La surface spécifique
calculée par la méthode BET est de 23 m 2 /g pour le tuffeau blanc alors qu’elle n’est que de 1 m 2 /g
pour la pierre de Sébastopol. Et il y a plus d’un facteur 10 pour le volume adsorbé maximal entre le
tuffeau blanc et la pierre de Sébastopol. Cette forte différence de surface spécifique entre les deux
pierres est très cohérente avec ce qui a pu être observé sur la différence de taille des grains constitutifs.
De plus, la boucle d’hystérésis est bien marquée dans le cas du tuffeau témoignant de la présence de
pores nanométriques où a lieu un phénomène de condensation capillaire. En effet, d’après l’analyse
porosimétrique, il n’y a pas d’infraporosité ni de microporosité dans la pierre de Sébastopol. Le faible
volume adsorbé ne correspond qu’à la simple fixation de l’azote sur les parois des pores. La méthode
BET, compte-tenu du faible encombrement de la molécule investigatrice (molécule d’azote : 1,62 nm 2 )
tient compte des pores et des microstructures de dimension nanométrique qui engendrent une grande
surface pour un faible volume. C’est pourquoi le tuffeau possède une surface spécifique si élevée car il
contient une importante infraporosité générée par les pores interfoliaires des minéraux argileux
(glauconite, micas, smectites) et la micro-rugosité de surface de certaines phases minérales comme la
calcite micritique et les sphérules d’opale CT. La forte valeur de la surface spécifique du tuffeau blanc
est une donnée importante vis-à-vis de son altérabilité car elle montre l’importance de la surface
offerte au contact de l’eau et qui peut être le lieu d’échange privilégié dans le cas d’une dégradation
chimique.
Volume adsorbé (cc/g)
80
60
50
40
30
20
10
SBET = 23,4 m 2 /g
Tuffeau blanc
0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Pression relative P/P0
(a) : tuffeau blanc
(b) : pierre de Sébastopol
Figure II.17 : isothermes d’adsorption-désorption d’azote
Volume adsorbé (cc/g)
Kévin Beck (2006)
6
5
4
3
2
1
SBET = 1,1 m 2 /g
Pierre de Sébastopol
0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Pression relative P/P0