Pourquoi les isothermes de sorption sont-elles importantes ?

Tout d’abord, elles trouvent de nombreuses applications dans différents secteurs :

✅ Applications industrielles : Les isothermes sont utilisées dans l’agroalimentaire, la pharmaceutique, le bâtiment et les matériaux isolants pour évaluer la stabilité à l’humidité.

✅ Conservation des produits : Elles aident à prédire la durée de conservation des produits sensibles à l’humidité, comme les aliments lyophilisés ou les poudres.

✅ Caractérisation des matériaux : Elles permettent de mieux comprendre la porosité et les propriétés hygroscopiques des matériaux.

Quelques exemples cocrets de variations de l’humidité relative ambiante :

Par exemple, on peut observer :

• Le café soluble qui reprend en masse avec le temps.
• Le lait en poudre qui subit la même transformation.
• Les bonbons qui deviennent collants à l’extérieur et durs à l’intérieur, en raison de la cristallisation et de l’expulsion de l’eau à l’extérieur.

Ainsi, pour l’industriel l’intérêt est de garantir les conditions qui permettront de commercialiser son produit le plus longtemps possible. Et ce, dans de bonnes conditions.

Par conséquent, cela permettant de réaliser des économies significatives.

Les principaux types d’isothermes de sorption

Selon la classification de Brunauer, Emmett et Teller (BET), il existe 6 types principaux d’isothermes :

1. Type I (monocouche) : typique des matériaux microporeux (ex. : zéolites, charbon actif).
2. Type II et III : concernent l’adsorption sur des surfaces non poreuses ou faiblement poreuses.
3. Type IV et V : montrent une hystérésis entre adsorption et désorption — courantes pour les matériaux mésoporeux.
4. Type VI : adsorption par paliers — souvent dans des systèmes structurés.

Méthode de mesure des isothermes grâce à l’aw-mètre 

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Courbes parfaites et appareil thermostaté

Pour obtenir des courbes parfaites, il faut utiliser un appareil thermostaté, le LabMaster-aw néo. En effet, cet appareil est équipé d’un effet Peltier, qui régule la température de la chambre de mesure. La régulation est très précise : ±0,1°C entre 0°C et 60°C, ce qui garantit la fiabilité des mesures.

Utilisation du set Isotherme

Grâce au set Isotherme, vous pouvez utiliser les solutions étalons fournies avec le LabMaster-aw neo. Ainsi, il devient possible de soumettre l’échantillon à des valeurs d’humidité relative connues et précises.

Conditions préalables aux mesures

Il est essentiel de disposer d’une balance de précision pour assurer la fiabilité des résultats. Par ailleurs, la courbe d’adsorption nécessite une déshydratation complète de l’échantillon. Par exemple, on peut sécher l’échantillon à l’étuve à 105°C.

Interprétation des isothermes

L’analyse d’une isotherme de sorption permet de déterminer plusieurs informations utiles sur le matériau :

• L’hygroscopicité, c’est à dire sa capacité à absorber l’humidité.
• L’hystérésis, qui traduit la différence entre adsorption et désorption.
• La stabilité du matériau, en milieu humide ou sec.
• Les propriétés de surface, comme l’aire spécifique ou la distribution des pores.

Conclusion

Les isothermes de sorption sont essentielles pour comprendre la réaction d’un matériau face à l’humidité.

Elles sont utiles dans de nombreuses industries, comme l’agroalimentaire, la pharmaceutique ou les matéraiux de construction.

Par exemple, pour garantir la qualité d’un produit alimentaire, concevoir des matériaux isolants ou prolonger la durée de vie de médicaments.

Enfin, choisir le LabMaster-aw neo, c’est opter pour un appareil capable de mesurer l’aw et les isotherme de sorption en statique.