Dilatométrie : mesure de la dilatation thermique et des transitions de vos matériaux
La dilatométrie est une technique d’analyse thermique utilisée pour mesurer les variations dimensionnelles d’un matériau en fonction de la température. Elle permet de déterminer des propriétés physiques clés comme le coefficient de dilatation thermique linéaire (CTE), la température de transition vitreuse (Tg), ou les points de fusion et de déformation.
Très utilisée dans l’industrie des matériaux, la plasturgie, l’emballage, l’aéronautique ou le médical, la dilatométrie est un outil essentiel pour anticiper les comportements thermomécaniques en conditions réelles d’utilisation.
Qu'est-ce que la dilatométrie ?
La dilatométrie consiste à mesurer avec précision les changements de dimension d’un échantillon lorsqu’il est soumis à une augmentation ou une baisse de température. Ces variations, liées à l’agitation thermique des atomes, permettent de déterminer le comportement thermomécanique du matériau.
Selon le type d’analyse, la dilatométrie peut être :
- Linéraire : variation de longueur en fonction de la température
- Volumique : variation de volume, pour certains matériaux spécifiques
- Comparative ou absolue, selon que l’on dispose ou non d’un étalon
La dilatométrie est généralement réalisée à l’aide d’un analyseur thermomécanique (TMA) en mode dilatométrique.
Fonctionnement de la dilatométrie
L’échantillon est soumis à un programme thermique contrôlé (chauffe ou refroidissement) et placé entre deux capteurs, dont l’un mesure la variation de dimension.
Les conditions expérimentales peuvent inclure :
- Plages de température : typiquement de -150 °C à +1600 °C selon les instruments
- Milieu d’analyse : air, gaz inerte (azote, argon)
- Charge appliquée : faible, constante ou variable (analyse en expansion libre ou en contrainte)
- Vitesse de chauffe : ajustable pour révéler les transitions thermiques
Les résultats sont présentés sous forme de courbes de dilatation et permettent de calculer :
- Le coefficient de dilatation thermique linéaire (CTE)
- La température de transition vitreuse (Tg)
- Le point de ramollissement ou de fusion
- Les phénomènes de retrait, fissuration ou changements structuraux
Caractéristiques techniques de la dilatométrie
- Résolution dimensionnelle : jusqu’à 0,1 µm
- Gamme de température étendue : de -150 °C à +1600 °C
- Contrôle d’atmosphère : air, azote, argon, vide
- Méthode non destructive
- Échantillons variés : barres, films, pastilles, poudres agglomérées
- Normes applicables : ISO 11359, ASTM E831, ISO 20340, ICH Q2(R1)
Pour quelles matrices ?
La dilatométrie est adaptée à de nombreux types de matériaux, notamment ceux dont les performances dépendent de leur stabilité dimensionnelle en température :
Applications industrielles principales
La dilatométrie est utilisée en recherche & développement, contrôle qualité, expertise produit et validation de matériaux dans divers secteurs :
Léa Géréec
Référente technique et scientifique