Glossaire Appareils de mesure

Glossaire MG

21 CFR-11

La Directive CFR 21 partie 11 de l‘autorité américaine FDA régit les exigences techniques et organisationnelles applicables à l‘utilisation de données et de documentation au format électronique plutôt que papier dans les domaines de la R&D, des autorisations d‘exploitation et de la production.

Adsorption

Désigne une concentration de molécules (amphiphiles) sur les surfaces et interfaces des fluides et des solides. Celle-ci conduit en général à une baisse de la tension superficielle et interfaciale.

Âge de surface

Désigne l‘âge d‘une surface depuis sa formation. Dans un tensiomètre à pression de bulle, désigne le temps écoulé entre le début de la formation d‘une bulle jusqu‘à l‘obtention d‘une demi-bulle. Dans un tensiomètre à volume de goutte, désigne le temps écoulé entre la formation et l‘arrachement d‘une goutte.

Angle de contact / Mesure de l‘angle de contact

Caractérise les propriétés de mouillage d‘un liquide sur un solide. L‘angle de contact est déterminé en mesurant individuellement des gouttes sur un corps solide, ou à partir de l‘effort nécessaire pour déplacer un corps solide en contact avec une lamelle de fluide. L‘angle de contact est utilisé dans le calcul de l‘énergie de surface.

Anneau de Du-Noüy

Corps de mesure en alliage platine-iridium utilisé pour déterminer la tension super-ficielle/interfaciale à partir de l‘effort de traction d‘une lamelle produite par cet anneau, en utilisant un tensiomètre à anneau/à lame.

Coefficient de diffusion

Caractérise les mouvements thermiques ordonnés des molécules dans la matière observée. En tensiométrie, le terme de coefficient de diffusion s‘applique au fluide mesuré.

Concentration micellaire critique (CMC)

A ce niveau de concentration, les propriétés physiques des solutions de tensioactif se modifient brutalement. Ce phénomène s‘explique par la formation de structures organisées (micelles) dans les molécules du tensioactif. La concentration de tensioactifs au-dessus de laquelle les micelles commencent à se former est appelée concentration micellaire critique (CMC). La structure des micelles dépend de la nature du solvant et de la structure des molécules du tensioactif.

Correction de l‘énergie cinétique (correction de Hagenbach)

Avec un temps de mesure très court, il convient de corriger la loi de Hagenbach-Poiseuille en prenant en considération l’énergie cinétique non convertible en chaleur de friction dans le viscosimètre à capillaire. Viscosité corrigée:
Facteur de correction selon Hagenbach:
Facteur de correction selon ISO 1628/6:

Correction selon Harkins et Jordan

Harkins et Jordan ont établi des tables de correction des valeurs de tension superficielle et interfaciale mesurées par la méthode de l‘anneau. Ces valeurs sont normalisées.

Correction selon Zuidema et Waters

Zuidema et Waters ont défini une fonction polynomiale pour la correction des valeurs de tension superficielle et interfaciale mesurées par la méthode de l‘anneau.

Emulsion

Système dispersé composé d‘eau ou d‘une solution aqueuse et d‘un fluide organique non miscible avec l‘eau. La phase émulsifiée ou phase interne se présente sous la forme de gouttelettes. Ces gouttelettes sont entourées de la phase cohérente ou phase externe.

Energie interfaciale

Désigne la somme de l‘énergie libre de toutes les molécules présentes à l‘interface entre deux matières non miscibles. L‘interface entre un fluide et un gaz est dite surface et l‘énergie correspondante dégagée par cette surface est dite interfaciale.

FDA

Acronyme pour „United States Food and Drug Administration“. Cette autorité définit une réglementation obligatoire pour la recherche et la fabrication de produits pharmaceutiques, applicable au plan mondial.

Formule de Billmeyer (valeur IV selon Billmeyer)

Méthode d‘évaluation de la viscosité intrinsèque, notamment des polyesters. Aucune autre donnée caractéristique du polymère n‘est nécessaire.

Formule de Huggins (valeur IV selon Huggins)

Permet le calcul approximatif de la viscosité intrinsèque, par exemple des polystyrènes et autres polymères. Kh est une constante supplémentaire, qui dépend du polymère.

Formule de Mark-Houwink

Relation entre la masse molaire (poids moyen) de la chaîne du polymère dissous et la viscosité intrinsèque. Pour la masse molaire absolue, indiquer la constante proportionnelle K et l’exposant. Ces derniers sont fonction du polymère et du solvant, on les obtient dans les ouvrages de référence.

Formule de Martin (Valeur IV selon Martin)


Permet le calcul approximatif de la viscosité intrinsèque, par exemple de la cellulose et autres polymères. La valeur K est une constante supplémentaire fonction du polymère.

Formule de Solomon-Ciuta (Solomon-Ciuta)

Permet le calcul approximatif de la viscosité intrinsèque du PMMA et d‘autres polymères. Aucune autre donnée caractéristique du polymère n‘est nécessaire.

GLP/BPL

Acronyme pour „Good Laboratory Practice“ (bonnes pratiques en laboratoire). Il s‘agit de spécifications rédigées par l‘autorité américaine FDA pour application par les laboratoires et producteurs (notamment de produits pharmaceutiques), qui encadrent la planification, la réalisation et le suivi des essais et mesures. Ces spécifications ont un caractère légal dans de nombreux pays.

Indice de viscosité (pour les dérivés d‘huile minérale)

Calculé à partir des viscosités obtenues à deux températures différentes (40 et 100 °C), dans le respect des normes ISO 2909 et ASTM D 2270. Mesure de référence du com-portement thermique des différentes huiles. Plus l‘indice de viscosité d‘une huile est élevé, plus les variations de viscosité de cette huile seront faibles à différentes températures.

Lame de Wilhelmy

Lame standardisée, généralement réalisée en alliage de platine. Elle est utilisée pour mesurer la tension superficielle à l‘aide d‘un tensiomètre à anneau/lame. Le matériau de la lame a été choisi pour que l‘angle de contact avec le liquide à mesurer soit égal à zéro. Son utilisation présuppose un nettoyage optimal, par ex. par flambage.

LIMS

Abréviation de „Laboratory Information Management System“. Décrit un système de contrôle et de gestion des données du laboratoire en provenance de différents appareils de mesure.

Loi de Hagen Poiseuille (équation fondamentale pour la viscosimétrie par capillaire)

La viscosimétrie en tube capillaire s‘appuie sur cette loi. Si la différence de pression est générée par une différence de hauteur devant et derrière le capillaire alors: νkin = k x t, (k: constante capillaire, t: temps en s d‘écoulement d’un volume défini de liquide). Avec un temps très court, il convient de tenir compte de l’énergie cinétique non dissipée, en appliquant la correction d‘énergie cinétique/de Hagenbach.

Mesure de CMC

Désigne la détermination de la concentration de tensioactif à partir de laquelle commence l‘agrégation des molécules du tensioactif en micelles (Concentration CMC). Elle est obtenue en observant la relation entre la concentration de tensioactif dans la solution et la tension superficielle.

Méthode de la lame selon Wilhelmy

Sert à mesurer la tension superficielle à l‘aide d‘une lame (ou plaque) standardisée et d‘un tensiomètre à anneau et lame. La lame est amenée vers la surface jusqu‘à ce que le ménisque réagisse. La tension superficielle est calculée à partir de l‘effort qui en résulte. En raison de l‘incertitude des rapports de mouillabilité, la lame ne permet pas de mesurer toutes les interfaces.

Méthode de l‘anneau selon Du Noüy

Sert à mesurer la tension superficielle/interfaciale à l‘aide d‘un anneau standardisé et d‘un tensiomètre à anneau et lame. L‘anneau est plongé puis extrait d‘un bain de liquide. Une lamelle de liquide se forme alors, qui s‘étire au maximum. La tension superficielle et interfaciale est calculée à partir de l‘effort qui en résulte. La valeur obtenue doit ensuite encore être corrigée.

Méthodes de mesure dynamiques (tensiométrie)

Permettent d‘obtenir la tension superficielle et interfaciale, fonction de l‘âge de surface.

Schulz-Blaschke (valeur IV selon Schulz-Blaschke)

Permet le calcul approximatif de la viscosité intrinsèque de la cellulose, des polyoléfines et autres polymères. La valeur K1 est une constante supplémentaire fonction du polymère.

Suspension

Système dispersé, c‘est-à-dire présentant une diffusion fine cependant non moléculaire d‘un corps solide dans un liquide.

Tensioactif

Désigne une substance active en surface. Pour se produire, cette activité requiert une structure asymétrique des molécules du tensioactif, pour partie hydrophobes (repoussant l‘eau) et pour partie hydrophiles (solubles dans l‘eau). L‘adsorption de ces molécules à l‘interface réduit la tension interfaciale.

Tensiomètre à volume de goutte

Ce type d‘appareil détermine la tension superficielle/interfaciale d‘un liquide au moment de l‘arrachement de la goutte, à partir du volume de la goutte qui se forme dans l‘air dans une phase non soluble. Pour déterminer la tension superficielle/interfaciale à partir du volume de goutte mesuré, il est impératif de connaître la densité des phases concernées.

Tensiomètres à anneau/lame

Sont utilisés pour mesurer l‘effort exercé sur l‘anneau de Du Noüy ou la lame de Wilhelmy. Cette valeur permet de déterminer la tension superficielle/interfaciale entre les phases fluides.

Tensiomètres à pression de bulle

Ces appareils permettent de déterminer la tension superficielle des liquides à l‘aide de la pression à l‘intérieur de la bulle de gaz ou d‘air qui se forme dans le liquide, mesurée dans un capillaire dont les dimensions sont connues. Cette méthode n‘est pas adaptée pour déterminer les tensions interfaciales entre phases fluides.

Tension dynamique superficielle/interfaciale

Désigne la baisse mesurable de tension superficielle/interfaciale provoquée par l‘adsorption de tensioactifs.

Tension superficielle

Désigne la tension interfaciale entre un fluide et un gaz.

Thermorégulation à effet Peltier

Principe de thermorégulation alternatif, basé sur l‘effet Peltier. Ici, deux semi-conducteurs de différentes bandes de conduction sont mis en contact. Si l‘on amène de l‘électricité dans cet ensemble, les électrons seront „pompés“ d‘un côté à un niveau énergétique supérieur. L‘énergie thermique extraite au cours de ce processus génère un refroidissement. De l‘autre côté, les électrons retombent au niveau de départ et génèrent de nouveau de la chaleur. En inversant le sens du courant électrique, on parvient à générer un refroidissement ou un réchauffement. Les unités à effet Peltier ont un fonctionnement exclusivement électrique: elles n‘intègrent aucun élément mobile, aucun gaz ni liquide. L‘efficacité limitée du système s‘est avérée problématique pour certains concepts.

Valeur K (suivant Fikentscher)

Il s’agit d’une masse molaire relative utilisée traditionnellement pour le PVC et le PVA. avec: a = 1,5 log νrel

Viscosimètres de verre

Viscosimètres en verre, de différents modèles, normalisés selon ISO 3105. Le type Ubbelohde, avec tuyau de ventilation, est le plus utilisé pour les mesures automatiques.

Viscosité

Mesure de la fluidité de l‘écoulement d‘un liquide. Plus la viscosité est élevée, plus le liquide est épais.

Viscosité cinématique

Désigne le rapport entre la viscosité dynamique et la densité: νkin = η / ρ. L‘unité est le mm2/s (anciennement centistokes, cst).

Viscosité dynamique

Correspond au rapport entre l‘effort tangentiel de cisaillement τ et le gradient de vitesse D in τ = η D. L’unité est le mPas (anciennement centipoise, cps).

Viscosité inhérente (coefficient de viscosité logarithmique)

Logarithme naturel de la viscosité relative par rapport à la concentration C de la substance dissoute. νred = ln νrel  / C; Unité: cm3/g = 100 dl/g

Viscosité intrinsèque (coefficient de viscosité limite, indice de Staudinger, valeur IV)

Désigne la valeur limite de la viscosité réduite/inhérente pour des solvants infiniment dilués au moment de la disparition des efforts tangentiels de cisaillement:

Cette valeur est déterminée par la mesure de la viscosité réduite comme fonction de la concentration avec une extrapolation sur C=0. Pour de nombreux polymères, il existe des conditions d‘approximation, généralement définies par les normes applicables, basées sur la mesure d‘une seule concentration.

Viscosité relative

Désigne le rapport entre la viscosité dynamique η de la solution et celle du solvant η0. Avec des solutions fortement diluées, celle valeur correspond presque au ratio des viscosités cinématiques: νrel = η / ηs ≈ ν / νs

Viscosité spécifique (augmentation de la viscosité relative)

Désigne la viscosité relative moins un: νsp = νrel - 1