ZOOM sur le service Calorimétries, analyses thermiques et spectroscopies diélectriques de la PAC Chimie Balard Montpellier

La grande majorité des processus chimiques, physiques et biologiques induisent soit une production soit une consommation de chaleur. La calorimétrie désigne l’ensemble des techniques permettant l’étude de cette activité thermique en termes de chaleur, de flux de chaleur et de capacité calorifique

Prestations du service

Les analyses thermiques (2 appareils)

• Un analyseur thermogravimétrique (STA 449 F1 Jupiter® (NETZSCH) (ATG/ATD) avec couplage à un spectromètre de masse QMS 403 Aëolos Quadro possible.
• Un analyseur par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) (DSC1 METTLER TOLEDO) avec option photocalorimètrie (permettant la conduite et le suivi de réactions initiées par les UV)

Ces techniques sont utilisées pour l’étude des propriétés thermiques importantes des matériaux et pour comprendre comment un matériau réagit aux variations de température. L’objectif est de fournir des informations sur la stabilité thermique, la composition, les transitions de phase, la conductivité thermique et d’autres comportements thermiques d’un matériau.

Les calorimétries (4 appareils)

• Un thermostat TAM III (TA WATERS) équipé de 3 nanocalorimètres permettant d’effectuer des analyses par ITC et d’un calorimètre de solution dit SOLCAL (TA WATERS)
• Un calorimètre d’immersion/mouillage modèle C80 (SETARAM) avec possibilité de dégazer les échantillons sous vide et par chauffage et de sceller les ampoules à la flamme (poste de soudage)
• Un calorimètre par flux de gaz

Les techniques calorimétriques offrent la possibilité de mesurer les échanges de chaleur au sein de systèmes liquide/solide, liquide/liquide ou solide/gaz en fonction des conditions expérimentales (température, milieu physico-chimique…). Ces méthodes sont surtout utilisées pour l’étude des interactions à température constante par la mesure de la chaleur libérée ou absorbée lors de l’interaction entre deux ou plusieurs molécules.

Les mesures diélectriques (2 appareils)

• Un spectromètre d’impédance complexe (SIC) équipé d’un cryostat pouvant aller de -150 à 200°C et d’une chambre climatique pour des études sous humidité contrôlée (25 à 90°C et jusqu’à 95% d’humidité relative)
• Un métaliseur est aussi disponible pour déposer des fines couches d’or à la surface d’échantillons solides.

La SIC permet d’étudier les propriétés électriques des matériaux en fonction de leur permittivité diélectrique qui traduit la capacité d’un matériau à se polariser lorsqu’il est soumis à un champ électrique. Ces mesures sont particulièrement importantes pour comprendre les comportements électriques, les interactions des matériaux avec des champs électromagnétiques et leurs propriétés de stockage d’énergie.

>>> Le service a réalisé 1200 analyses en 2024, non seulement pour des laboratoires universitaires montpelliérains (ICGM, IBMM, IEM, ICSM, ChimEco, IATE, CRBM, IGMM, L2C, LIRMM, LMGC), mais aussi pour des industriels (MEDINCELL, AIRBUS, LERM SETEC, VIRBAC, C-CliCK, F-One, MYCEA, FGHI, MEDESISPHARMA, HEXIS, BIODECIV, CATAMARAN OUTREMER).

Applications :

• Étude de variation de masses (prise et perte), transformations physiques (transition vitreuse, fusion, cristallisation, transitions solide-solide, cristaux liquides…)

• Étude thermodynamique de réactions et transformations chimiques (cinétique, enthalpie de complexation, auto-assemblage, adsorption, désorption, polymérisation, réticulation, vieillissement, etc.)

• Chaleur de dissolution, chaleur de dilution, chaleur d’immersion / mouillage, énergie de surface, chaleur spécifique

• Dynamique ionique et moléculaire des matériaux par mesures électriques (propriétés structurales des matériaux, composition de phase, processus de cristallisation et de transition vitreuse, propriétés de transport électronique et ionique des matériaux)

 Le service en quelques chiffres :

• 9 appareils
• 1200 analyses par an dont 900 analyses thermiques, 100 analyses calorimétriques, 200 analyses diélectriques
• 1 personnel technique

Le personnel technique du service :

Amine Geneste Ingénieur d’études CNRS

Contacts (faisabilité, devis, tarifs, rdv) :

Calorimétrie, analyses thermiques et Spectroscopies diélectriques :

amine.geneste@umontpellier.fr

amine.geneste@cnrs.fr