Analyse par tamis - Distribution granulométrique

Analyse par tamis – Distribution granulométrique pour les poudres, granulés et matériaux divisés

Notre laboratoire indépendant, accrédité ISO/IEC 17025 (CNAS), réalise des analyses granulométriques par tamisage pour les industries extractives, la chimie, les matériaux de construction, la pharmacie et l’agroalimentaire. Nous déterminons la distribution de taille des particules (sables, ciments, poudres métalliques, granules plastiques, farines, etc.) à l’aide de tamis calibrés, avec ou sans assistance vibratoire ou fluidique. Ces essais permettent de caractériser des lots de production, de contrôler la conformité d’une spécification granulométrique ou de diagnostiquer des problèmes de process (mouture, mélange, filtration).

Types d’échantillons que nous analysons régulièrement

• Sables, graviers, granulats, matériaux routiers, ballasts
• Ciments, chaux, plâtres, fillers calcaires, cendres volantes
• Poudres métalliques (aluminium, acier inoxydable, bronze, alliages spéciaux)
• Granulés plastiques (matières premières pour injection ou extrusion)
• Poudres chimiques (catalyseurs, pigments, charges minérales, détergents)
• Produits pharmaceutiques en poudre (comprimés non encore comprimés, excipients)
• Farines, semoules, sucre glace, amidon, protéines végétales
• Engrais, granulés agricoles, pesticides en poudre
• Poudres pour frittage ou fabrication additive (lits de poudre)
• Charbons, cokes, sciures, biomasses broyées

Principe du tamisage et types de tamis

• Tamis à mailles carrées (toile métallique tissée) – Utilisés pour des ouvertures nominales de 20 µm à 125 mm selon la norme ISO 3310. Les toiles sont fabriquées en acier inoxydable, bronze ou nylon. Nous vérifions périodiquement l’intégrité des mailles par inspection optique.
• Tamis à perforations rondes ou carrées (tôles perforées) – Pour des ouvertures supérieures à 1 mm, utilisés pour les gros granulats et les matériaux durs.
• Tamis électroformés (micro‑tamis) – Pour les classes très fines (5 µm à 100 µm), avec une précision dimensionnelle élevée.
• Colonnes de tamis – Empilage de plusieurs tamis d’ouvertures décroissantes (par exemple 2 mm, 1 mm, 500 µm, 250 µm, 125 µm, 63 µm, fond). L’échantillon est placé sur le tamis supérieur, la colonne est agitée mécaniquement ou manuellement.
• Tamisage assisté (vibreur ou jet d’air) – Pour les poudres fines (en dessous de 50 µm) qui ont tendance à colmater, nous utilisons un tamiseur à jet d’air ou un appareil à vibration sonique.
• Tamisage humide – Réalisé avec un jet d’eau sur les tamis, adapté aux produits qui s’agglomèrent ou sont très fins (argiles, ciments). L’eau évacue les particules et évite le colmatage.

Paramètres opératoires essentiels

• Masse de la prise d’essai – La masse d’échantillon est choisie en fonction de la taille maximale des particules (par exemple 100 g pour une poudre fine, 5 kg pour un gravier). Une trop grande masse peut fausser le tamisage par surcharge des mailles.
• Durée de tamisage – La colonne est agitée pendant une durée déterminée (généralement 5 à 30 minutes). Nous vérifions le critère d’arrêt en effectuant un tamisage supplémentaire d’une minute : si le refus sur chaque tamis varie de moins de 0,1 % en masse, l’opération est terminée.
• Amplitude et fréquence (vibrage mécanique) – Réglées selon la nature du produit (fragile, cohésif, électrostatique). Pour les poudres friables, nous réduisons l’amplitude pour éviter la désagrégation.
• Humidité de l’échantillon – Si l’échantillon est humide, un séchage préalable à l’étuve (105°C) est effectué pour éviter l’agglomération et le colmatage. La perte à l’humidité est mesurée séparément.
• Prétraitement anti‑agglomérant – Pour les poudres collantes, nous pouvons ajouter un agent fluidifiant (silice pyrogénée) à faible dose (0,1 %) ou utiliser un tamisage à sec avec un dispositif anti‑adhésif.

Calculs et expression des résultats

• Refus et tamisât partiels – Après tamisage, chaque tamis est pesé avec les refus (particules retenues). La masse de refus est convertie en pourcentage de la masse totale initiale. Le tamisât cumulé (ce qui traverse tous les tamis d’une ouverture donnée) est calculé par différence.
• Courbe granulométrique (tamisât cumulé en fonction de l’ouverture) – La distribution est représentée graphiquement, souvent en échelle logarithmique pour l’ouverture des mailles (échelle de Tyler ou ISO). On peut tracer les courbes en coordonnées semi‑logarithmiques ou log‑log.
• Paramètres caractéristiques (diamètres centiles) – Nous calculons le d10 (10 % des particules sont plus petites), d50 (médiane), d90 (90 % passants). Ces valeurs sont utilisées pour contrôler la finesse de broyage ou la conformité à un fuseau granulométrique.
• Module de finesse (pour les sables et granulats) – Calculé à partir des refus cumulés sur certains tamis de référence (ex. 0,125 mm, 0,25 mm, 0,5 mm, 1 mm, 2 mm). Un module élevé indique un sable grossier.
• Indice de dispersion (écart de classification) – Écart entre d90 et d10 ou écart type géométrique. Permet de juger de l’étalement de la distribution.

Contrôle qualité et validation des essais

• Étalonnage des tamis – Les tamis sont vérifiés périodiquement selon des procédures internes (mesure des ouvertures par microscope ou par vérification avec des billes de verre calibrées). Un certificat d’étalonnage est conservé.
• Essais sur matériau de référence – Nous utilisons des poudres de référence (par exemple sable normalisé ou verre calibré) pour valider la reproductibilité de la colonne et du vibreur.
• Essais en double ou triple – Pour chaque échantillon, nous réalisons deux tamisages indépendants. La différence entre les pourcentages de refus sur chaque tamis ne doit pas excéder 2 % (valeur absolue) pour les tamis supérieurs à 100 µm, et 4 % pour les tamis fins.
• Bilan massique – La somme des masses recueillies sur tous les tamis et dans le fond ne doit pas s’écarter de plus de 1 % de la masse initiale. Sinon, l’essai est recommencé (perte due à des projections ou à un colmatage excessif).
• Nettoyage des tamis – Après chaque série, les tamis sont nettoyés à la brosse douce et à l’air comprimé ; un contrôle visuel vérifie l’absence de particules obstruant les mailles.

Applications par secteur

• Bâtiment et travaux publics (granulats, sables, ciments) – Vérification de la granularité pour les bétons, les couches de forme, les mortiers. Un sable mal gradué donne un béton peu résistant ou un mastic non homogène.
• Métallurgie des poudres et fabrication additive – Les poudres métalliques (ex. acier 316L, Inconel, titane) doivent avoir une distribution serrée pour assurer une densité apparente constante et une bonne coulabilité. Nous contrôlons le refus à 45 µm et 150 µm.
• Industrie pharmaceutique (poudres à comprimer) – La fluidité et la compressibilité dépendent de la granulométrie. Nous utilisons des tamis fins (jusqu’à 20 µm) pour les principes actifs et les excipients.
• Plasturgie (granulés et régénérats) – Le tamisage contrôle la propreté et l’absence de fines (poussières) qui pourraient créer des défauts en injection.
• Environnement (sédiments, sols pollués) – La distribution granulométrique des sols influence la capacité de rétention des polluants et le choix des traitements (lavage, criblage).
• Contrôle des systèmes de filtration – On mesure l’efficacité d’un filtre en analysant les particules retenues par tamisage humide.

Contenu du rapport d’essai

Pour chaque analyse granulométrique par tamisage, notre rapport indique : la référence de l’échantillon (désignation client, lot, nature du produit), la masse de la prise d’essai, la série des tamis utilisés (ouvertures en mm ou µm), la durée de tamisage et les conditions éventuelles (tamisage humide, assistance sonique, séchage préalable). Les résultats sont présentés sous forme de tableau des refus partiels et tamisât cumulés, ainsi que d’un graphique (courbe granulométrique). Nous calculons les diamètres centiles (d10, d50, d90) sur demande. Aucune conclusion sur la conformité à une spécification extérieure n’est incluse sans un accord écrit préalable du client précisant les critères attendus. Les données brutes de pesées sont annexées au rapport.