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La calorimétrie adiabatique de basse température

Fabrice Brunet ENS Paris

Résumé: La calorimétrie adiabatique de basse température permet de mesurer la chaleur spécifique

à pression constante (Cp) de matériaux (solide, liquide ou composite) depuis des températures

avoisinant quelques Kelvin jusqu'à l'ambiante. Ce type de mesure permet (1) d'identifier et

caractériser des transitions de phases et (2) d'obtenir par intégration l'entropie du matériau étudié

jusqu'à l'ambiante. Une mesure par calorimétrique adiabatique consiste à fournir une quantité de chaleur dQ

déterminée (par l'intermédiaire d'une résistance chauffante) au système constitué de l'échantillon et

de son contenant (cellule échantillon ou calorimètre). La température du système s'élève de dT

(typiquement de 1 à 3 K) et le Cp du système à la température moyenne de mesure n'est autre que

dQ/dT. La difficulté majeure de cette technique est de réaliser des conditions adiabatiques. Il faut

que le dQ ne provienne que de la résistance chauffante et quil soit intégralement retransmis au

système échantillon. En règle générale, plus le calorimètre est adiabatique plus il est sensible donc

précis et plus on peut espérer mesurer à basse température.

Le calorimètre adiabatique de basse température, localisé au laboratoire de chimie physique à

Orsay, et dont la mise en fonctionnement est le fruit dune collaboration étroite avec le laboratoire

de géologie de lENS à Paris, est un appareillage unique en France et fait partie des rares calorimètres en service au niveau mondial. Il utilise environ cinq grammes déchantillon, les

mesures peuvent être réalisées depuis 20-25K et lerreur relative sur la détermination dentropie à

298 K avoisine 1 %.

Il est indispensable de conserver en France ce type déquipement, revalorisé notamment par

lintérêt nouveau porté aux phases accessoires. La nécessité dune collaboration avec la Physique et

la Chimie (telle quelle est déjà engagée) a été soulevée pour permettre la survie et le

développement de genre de technique rare.quotesdbs_dbs50.pdfusesText_50