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Sédimentation

dépôt / retrait des particules à partir de fluides ou de gaz sous l'influence de la gravité ou la force centrifuge

La sédimentation est un processus dans lequel des particules de matière quelconque cessent progressivement de se déplacer et se réunissent en couches. Les facteurs induisant la sédimentation peuvent être variés en nombre et en proportion. Ordinairement la mécanique des fluides joue un rôle prépondérant, ainsi la sédimentation est-elle accrue dans les zones d'hydrodynamisme atténué, de même que les paramètres de viscosité interfèrent avec celles d'agglomération mécanique des particules. La granulométrie des particules en mouvement intervient également fortement dans la forme prise par le phénomène.

  • En géologie, la sédimentation se forme à basse température à la surface du globe, soit par déposition des produits d'érosion (par exemple le sable, l'argile), soit par précipitation (par exemple les évaporites ), soit par accumulation au fond des océans des débris minéraux des animaux ou plantes mortes (par exemple la craie, la diatomite), soit par d'autres processus froids. Les sédiments se disposent en strates. S'il y a interruption dans la continuité de la sédimentation on parle de discordance. Entre deux strates, lorsque le sédiment n'est pas encore compacté, il y a glissement et donc formation d'un slump : les couches sont perturbées et ne deviennent solides qu'ensuite. La sédimentation peut être naturelle, ou anthropique lorsque les sédiments, de nature minérale ou organique, sont générés par l'occupation humaine[1],[2].
  • En physique-chimie, la sédimentation (décantation) est aussi l'un des procédés de séparation des mélanges. Il consiste à laisser se sédimenter les particules en suspension dans le liquide pour pouvoir les séparer. C'est un principe utilisé par certaines stations d'épuration de l'eau (bassin de décantation).
  • En biochimie, il s'agit de la séparation de protéines en solution qui ont la capacité de sédimenter dans un champ centrifuge élevé. On pratique l'ultracentrifugation et dans ce cas les molécules sont mises en mouvement et sédimentées par suite de leur densité qui est supérieure à celle du solvant, on peut donc déterminer différentes macromolécules et déterminer leur masse molaire ainsi que leur constante de sédimentation mesurée en Svedberg (S).

Accélération physiqueModifier

Le processus cinétique de sédimentation peut prendre du temps (jusqu’à plusieurs mois, voire plusieurs années pour certains produits). le formulateur peut être intéressé par des méthodes d’accélération ou des outils de caractérisation plus sensible que l'observation visuelle (technique de diffusion de la lumière, acoustique...). Les mécanismes de séparation de phase sont provoqués par plusieurs phénomènes que l'on peut simplifier en 2 catégories, la gravitation et la diffusion. Les méthodes thermiques consistant à stocker l'échantillon à une température supérieure à la température de stockage permettent d'augmenter les phénomènes de diffusion.La température ne doit pas excéder les températures critiques d’inversion de phase et de dégradations chimiques. L'élévation de la température permet également de simuler les conditions de stockage différents en fonction des saisons et lieu. Elle affecte la viscosité, mais également la tension interfaciale dans le cas des tensioactifs non-ioniques et plus généralement les forces d’interactions à l’intérieur du système. L'usage raisonné et éclairé de la centrifugation, de même que l'usage de la température requiert de rester en deçà des points critiques.

Voir aussiModifier

NotesModifier

  1. Jacques Élie Brochier, « Phénomènes anthropiques dans les sédiments », Le courrier du CNRS, no 67 (suppl.),‎ , p. 78-79.
  2. Jacques Élie Brochier (2002), Les sédiments anthropiques. Méthodes d’étude et perspectives. in Géologie de la Préhistoire : méthodes, techniques, applications, Paris, Miskovsky J.-C. dir., GÉOPRÉ éditions., 453-477.