Simulation des diagrammes de diffraction par la méthode<br />combinée : application aux systèmes CaCO3

Abstract

The tremendous development of powder diffraction techniques achieved over the lastten years even operational on strongly textured samples within good resolutions, together withthe fascinating development of individual calculating capabilities, make it possible to accessprecise information in reasonably short times. In this work, we apply the combined analysisbased on the Rietveld method to study samples of natural calcium carbonates from two livingspecies of molluscan shells and of synthetic CaCO3 in order to understand the influence of thedifferent parameters in the growth and shape of the crystallites of the different polymorphs ofCaCO3. In natural species we clearly put into evidence the existence of distortions ofcrystalline cells due to the presence of the intra- and extra-crystalline macromolecules, inopposition with similar studies operated on powderised samples. In synthetic samples westudied, using a simple synthesis method and taking as a model the polyacrylic acid, the roleof the soluble macromolecules in the growth of the CaCO3 polymorphs. The simulation of theanisotropic diffraction diagrams on both sample types allowed us to reach pertaininginformation within good precision (anisotropic sizes of the crystallites, structure, texture,volume fraction of the polymorphs).Le développement considérable réalisé ces dix dernières années dans les techniques dediffraction sur des échantillons sous forme de poudre même très texturés (tempsd'enregistrement raisonnable et très bonne résolution) et les progrès fascinants des moyens decalcul sur des machines individuelles rendent possible l'accès à des informations précises etavec des temps de calcul raisonnablement courts. Dans ce travail, nous avons appliquél'analyse combinée basée sur la méthode de Rietveld pour étudier des échantillons decarbonates de calcium naturels de coquilles de certaines espèces de mollusques (structure,texture, tailles anisotropes...etc.) et synthétiques par biomimétisme dans le but de comprendrel'influence des différents facteurs intervenants dans la croissance et la forme des grains desdifférents polymorphes de CaCO3. Dans les échantillons naturels, nous avons clairement misen évidence l'existence de déformations de mailles cristallines dues à la présence desmacromolécules intra-cristallines et extra-cristallines, en complément d'études du mêmegenre réalisées sur des échantillons broyés. Dans les échantillons synthétiques obtenus par uneméthode de synthèse simple, nous avons analysé l'effet de l'ajout d'acide polyacrylique, entermes de modulateur de croissance des polymorphes de CaCO3. La simulation desdigrammes de diffraction anisotropes réalisée sur ces deux types d'échantillons nous a permisd'accéder aux informations pertinentes de façon précise (tailles anisotropes des cristallites,structure, texture, proportion volumique des polymorphes)