Plateforme de Minéralogie Environnementale

La plateforme de Minéralogie Environnementale de l’IC2MP (sous-réseau BioGéochimie Expérimentale, BGE) du Réseau Géochimique & Expérimental Français (RéGEF) mise en place par l’INSU (CNRS) regroupe des équipements, instruments et savoir-faire permettant d’étudier la réactivité des minéraux argileux dans des conditions environnementales spécifiques.

Spectrométrie Infrarouge

Responsable scientifique :  Brian Grégoire

Responsable technique :  Serge Miska

Spectrométrie Infrarouge

  • Organisation de l’eau à l’interface solide/fluide
 

Grâce à un générateur d’humidité associé à une cellule environnementale équipée d’une sonde RH/T, et pouvant être fixée sur une platine ATR en germanium (Ge), l’évolution des profils spectraux en fonction de l’humidité peut être suivie. Cette approche permet de mieux comprendre le comportement et l’organisation de l’eau à l’interface solide/fluide

  • Orientation et organisation locale des groupements chimiques 

En contrôlant l’orientation du champ électrique à l’aide d’un polariseur, il est possible d’obtenir par réflectance totale atténuée ou par transmission des informations sur l’orientation et l’organisation de certains groupements chimiques. Cette approche permet, par exemple, de déterminer l’orientation de molécules adsorbées ou de groupements spécifiques présents à la surface d’un minéral.

 

  • Influence des conditions physicochimiques sur les interactions à l’interface solide/liquide

Cette cellule à circulation HATR est conçue pour accueillir un cristal ATR de 8 cm de long, offrant jusqu’à 20 réflexions efficaces. Cette configuration permet d’étudier aussi bien des phénomènes au sein de milieux poreux que des interactions à une interface unique, comme une monocouche. En milieu liquide homogène, elle permet également l’analyse de solutions diluées (complexation).

 

  • Spatialisation de la mesure vibrationnelle

Le microscope continuum permet d’effectuer des analyses ponctuelles automatique dans la gamme du moyen infrarouge (détecteur MCT) et du proche infrarouge (détecteur InGaAs), en transmission ou en réflexion, avec une résolution spatiale de l’ordre de 20 µm. Il bénéficie d’objectifs x15 et x32 ainsi que d’un objectif ATR Ge et d’un polariseur infrarouge.

Diffraction de Rayons X

Responsable scientifique :  Eric Ferrage

Responsables techniques :  Serge Miska , Claude Fontaine

 

D8 Discover

Porte échantillon :

  • Spiner
  • Capillaire
  • XY

Montage :

  • Chambre humidité
  • microDRX (spot 50-100 µm)
  • Texture
Détecteur :

EIGER2 R 500K

Active Area 77.2 x 38.6 mm  – 2,978 mm2
Pixel Size 75 x 75 µm
Sensor 450 µm Si
Max. count rate 3.6 x 108 ph/s/mm2

 

  • Suivi des processus d’hydratation

L’enregistrement des diffractogrammes de rayons X à différentes humidités, associé à la modélisation des réflexions 00l, permet de révéler l’organisation de l’eau ainsi que les hétérogénéités de remplissage au sein des espaces interfoliaires des minéraux argileux gonflants. Ces résultats apportent des informations complémentaires à celles fournies par les isothermes d’adsorption d’eau, offrant une compréhension plus approfondie des interactions eau-argile.

 

  • Suivi des processus d’échanges cationiques sur des suspensions

La mesure en capillaire en diffraction des rayons X (DRX) permet d’analyser des échantillons sous forme de poudres ou de suspensions tout en minimisant leur interaction avec l’air et l’humidité ambiante. L’analyse par transmission permet également d’éviter les effets de textures (orientation préférentielle). Il est ainsi possible de suivre une cinétique d’échange directement sur la suspension d’argile ou encore d’évaluer l’effets de conditions environnementales spécifiques sur la structure cristalline.

 

  • Mesure de l’orientation des minéraux argileux

L’utilisation d’un détecteur bidimensionnel présente l’avantage d’enregistrer directement la répartition de l’intensité diffractée selon les différents angles, permettant ainsi de quantifier le degré d’orientation des cristallites, apportant des informations essentielles sur les propriétés fonctionnelles du matériau étudié.


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