Simulation des diagrammes de diffraction par la méthode combinée

Abstract

L’objectif principal de ce travail est de déterminer le rôle des molécules insolubles dans l’eau dans la biominéralisation du carbonate de calcium présent dans les coquilles de mollusques. Pour ce faire nous avons synthétisé des couches minces de carbonate de calcium sur des films de chitosane déposés sur des substrats en verre en présence ou en absence de PAA. La méthode utilisée est la méthode de cristallisation par diffusion de vapeur. L’effet de la matrice organiques (chitosane) en présence de ou en absence de PAA sur la croissance des polymorphes (calcite, vaterite et aragonite), a été étudié à différentes températures. Les dépôts formés ont été analysé par microscopie électronique à balayage (MEB) et les spectres de diffractions réalisés ont été affinés avec la méthode de Rietveld. Les résultats de cette étude montre que la chitosane jour un rôle déterminant lors de la croissance en privilégions la croissance de l’un des polymorphes du carbonate de calcium par rapport à d’autre. La matrice stabilise la croissance de la vaterite. L’effet de la matrice a aussi un rôle d’orientation des cristaux puisque nous avons constaté une forte texture lors de la croissance. L’adjonction du PAA modifie également l’équilibre polymorphique. Les résultats prouvent que la calcite et la vaterite obtenues à25 C sans PAA en forme sphérique pour la vaterite et en deux formes pour la calcite, ces deux formes sont différentes rhomboédriques ou cubiques et l’adjonction de PAA privilégie une modification de morphologie de la calcite sous forme rhombique. L’augmentation de la température de 25 C à 50C favorise l’observation des trois phases : calcite, vaterite et aragonite. l’absence ou la préséance de PAA introduit des modifications morphologiques sur les cristallites de CaCO3 : celle de l’aragonite d’une forme de tiges à une forme dendrites et celle de la vaterite d’une forme sphérique a une forme de fleurs. L’augmentation de la température de 50 C à 80 C favorise la disparition de la phase de l’aragonite, ce résultat a été déjà observé à 25 C. Cela indique que dans une telle condition l’additif et la température n’ont pas d’effet sur la morphologie des particules et sur la transformation de polymorphe du CaCO3. L’augmentation de la température de réaction conduit à l’apparition d’un troisième polymorphe à partir de 100 C qui est l’aragonite. La stabilité de la morphologie de ce dernier est favorisée à la préséance de PAA. La température semble être le paramètre clé pour le contrôle de la morphologie des phases car sa variation fait apparaître des particules allant de la forme cubique à celle en bâtonnets en passant par celle en forme rhomboédrique à celle de fleurs. Ces résultats nous ouvrent plusieurs perspectives de recherches pour l’avenir. Ils nous encouragent à étudier la cinétique de formation des phases de CaCO3 et aussi à utiliser d’autres techniques de synthèse, d’autres additifs ainsi que d’autres techniques de caractérisation telles que celle de MET et celle de Spectroscopie Raman.