SherbyNet - /page/wikibook/entry.mu

<!DOCTYPE html>

<title>Pycnomètre</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Pycnomètre</span></h1>

</header>

</div>

<p>Un <b>pycnomètre</b> désigne un instrument de laboratoire utilisé pour mesurer, <i>à une température déterminée</i>, la <a href="Masse_volumique" title="Masse volumique">masse volumique</a> et la densité d'un produit liquide, pâteux (mastic, adhésif, peinture, etc.) ou solide (poudre, par exemple).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Pycnomètre_en_verre"><span id="Pycnom.C3.A8tre_en_verre"></span>Pycnomètre en verre</h2></div>

<p>Il est généralement composé de deux éléments en verre s'assemblant précisément par un joint en verre <a href="Rodage" title="Rodage">rodé</a> :

</p>

<ul><li>une <a href="Fiole" title="Fiole">fiole</a> (classiquement d'une capacité de 50 <abbr class="abbr" title="centimètre cube">cm<sup>3</sup></abbr>) ;</li>

<li>un bouchon percé d'un tube très fin (<a href="Tube_capillaire" title="Tube capillaire">capillaire</a>).</li></ul>

<p>On trouve aussi l'appellation « pycnomètre à bouchon capillaire ».

</p><p>Lorsque l'on ajuste le bouchon sur la fiole, le <a href="Trop-plein" title="Trop-plein">trop-plein</a> de liquide s'échappe par l'extrémité supérieure du tube et, dans la mesure où ce tube est très fin, le volume de liquide est déterminé avec une grande précision.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Masse_volumique_d'un_liquide"><span id="Masse_volumique_d.27un_liquide"></span>Masse volumique d'un liquide</h3></div>

<p>La capacité du pycnomètre étant connue avec précision (indiquée par le fabricant ou mesurée par étalonnage<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>), il suffit de peser au moyen d'une <a href="Balance_(instrument)" title="Balance (instrument)">balance</a> de précision le pycnomètre avant et après remplissage pour déterminer par calcul la masse volumique d'un produit liquide.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Masse_volumique_d'un_solide"><span id="Masse_volumique_d.27un_solide"></span>Masse volumique d'un solide</h3></div>

<p>Pour un produit solide<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>, on utilise un liquide de masse volumique <i>ρ</i><sub>liq</sub> connue. On pèse le pycnomètre vide, après l'introduction du solide puis après l'introduction du liquide : ainsi, la masse du solide et celle du liquide sont connues. Connaissant la capacité du pycnomètre <i>v</i><sub>pyc</sub> et le volume du liquide <i>v</i><sub>liq</sub> (via la masse <i>m</i><sub>liq</sub> et la masse volumique <i>ρ</i><sub>liq</sub>, avec <i>ρ</i><sub>liq</sub>=<i>m</i><sub>liq</sub>/<i>v</i><sub>liq</sub>), on peut en déduire le volume <i>v</i><sub>sol</sub>, et donc la masse volumique <i>ρ</i><sub>sol</sub> du solide.

</p><p>Autrement dit, <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \rho _{\text{sol}}={\frac {m_{\text{sol}}}{v_{\text{pyc}}-{\frac {m_{\text{liq}}}{\rho _{\text{liq}}}}}}}">

<msub>

</mrow>

</msub>

<mfrac>

<msub>

</mrow>

</msub>

<mrow>

<msub>

</mrow>

</msub>

<mfrac>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mfrac>

</mrow>

</mfrac>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \rho _{\text{sol}}={\frac {m_{\text{sol}}}{v_{\text{pyc}}-{\frac {m_{\text{liq}}}{\rho _{\text{liq}}}}}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/880d99579d44efd4b58f5ce8786e68ac96f9cf44.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -4.171ex; width:17.899ex; height:7.009ex;" alt="{\displaystyle \rho _{\text{sol}}={\frac {m_{\text{sol}}}{v_{\text{pyc}}-{\frac {m_{\text{liq}}}{\rho _{\text{liq}}}}}}}" loading="lazy"></span>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Pycnomètre_métallique"><span id="Pycnom.C3.A8tre_m.C3.A9tallique"></span>Pycnomètre métallique</h2></div>

<p>S'appuyant sur le même principe, on trouve aussi des pycnomètres métalliques (d'une capacité typique de 50 ou 100 <abbr class="abbr" title="centimètre cube">cm<sup>3</sup></abbr>) constitués d'une cuve et d'un couvercle muni d'un orifice d'écoulement du trop-plein. La forme intérieure <i>inclinée</i> du couvercle facilite l'évacuation du produit liquide ou pâteux<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.

</p><p>L'étalonnage du pycnomètre est réalisé à l'aide d'eau distillée, en procédant comme pour une détermination ordinaire.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Pycnomètre_à_gaz"><span id="Pycnom.C3.A8tre_.C3.A0_gaz"></span>Pycnomètre à gaz</h2></div>

<p>Le pycnomètre à gaz permet de déterminer de façon précise le volume d'un échantillon solide (massif, divisé ou poreux) de masse connue, permettant d'accéder à sa masse volumique.

Le principe de la mesure est d'injecter un gaz à une pression donnée dans une enceinte de référence, puis à détendre ce gaz dans l'enceinte de mesure contenant l'échantillon en mesurant la nouvelle pression du gaz dans cette enceinte<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>. L'application de la <a href="Loi_de_Boyle-Mariotte" title="Loi de Boyle-Mariotte">loi de Boyle-Mariotte</a> permet alors d'établir la relation suivante :

</p>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle P_{1}\cdot V_{1}=P_{2}\,(V_{0}+V_{1}-V_{\text{E}})}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/62c1371bf0c7f7371fb118cbd16a07f8741a7cac.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:27.683ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle P_{1}\cdot V_{1}=P_{2}\,(V_{0}+V_{1}-V_{\text{E}})}" loading="lazy"></span></dd>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mrow>

<mfrac>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mfrac>

</mrow>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle V_{\text{E}}=V_{0}-V_{1}\,{\Big (}{\frac {P_{1}}{P_{2}}}-1{\Big )}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c79f670bde795286d34715508651c68725635b10.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.171ex; width:24.013ex; height:5.509ex;" alt="{\displaystyle V_{\text{E}}=V_{0}-V_{1}\,{\Big (}{\frac {P_{1}}{P_{2}}}-1{\Big )}}" loading="lazy"></span></dd>

<ul><li><i>V</i><sub>1</sub>, le volume de l'enceinte de référence ;</li>

<li><i>V</i><sub>0</sub>, le volume de l'enceinte de mesure ;</li>

<li><i>V</i><sub>E</sub>, le volume de l'échantillon ;</li>

<li><i>P</i><sub>1</sub>, la pression du gaz dans l'enceinte de référence ;</li>

<li><i>P</i><sub>2</sub>, la pression du gaz après détente dans l'enceinte de mesure.</li></ul>

<p>Le gaz utilisé est généralement de l'<a href="H%C3%A9lium" title="Hélium">hélium</a> en raison de son faible diamètre atomique qui lui permet de pénétrer de très petites cavités.

</p><p>Cette méthode est particulièrement adaptée à la mesure des volumes et masses volumiques de solides divisés ou poreux, car le gaz pénètre plus facilement dans les cavités de l'<a href="Porosit%C3%A9" title="Porosité">espace poral</a>. On ne pourra cependant mesurer le volume réel et la masse volumique vraie que si la <a href="Porosit%C3%A9" title="Porosité">porosité</a> est ouverte (tous les pores sont connectés entre eux) ; dans le cas d'une porosité fermée, on ne pourra déterminer que la masse volumique effective (c.-à-d. apparente). Pour une bonne <a href="Exactitude_et_pr%C3%A9cision" title="Exactitude et précision">exactitude et précision</a>, l'échantillon doit être au préalable séché jusqu'à poids constant, mais sans se décomposer.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Notes_et_références"><span id="Notes_et_r.C3.A9f.C3.A9rences"></span>Notes et références</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a> </span><span class="reference-text">L'étalonnage du pycnomètre (détermination du volume du liquide contenu par ce dernier) est effectué à l'aide d'<a href="Eau_distill%C3%A9e" title="Eau distillée">eau distillée</a>. La masse volumique <i>ρ</i><sub>ED</sub> de celle-ci à <span title="73,4 °F ou 296,2 K">23 </span><abbr class="abbr" title="degré Celsius">°C</abbr> est de <span title="997,6 kg/m³" style="cursor:help">0,997 6</span> <abbr class="abbr" title="gramme par centimètre cube">g cm<sup>−3</sup></abbr>.</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a> </span><span class="reference-text">Le pycnomètre en verre ne convient pas aux produits pâteux.</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a> </span><span class="reference-text">Dans le cas d'une pâte, il faut tenir compte de la présence éventuelle de bulles d'air ou de peaux en suspension.</span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a> </span><span class="reference-text"><span class="ouvrage" id="DegallaisIlschner2007"><span class="ouvrage" id="Suzanne_DegallaisBernard_Ilschner2007">Suzanne <span class="nom_auteur">Degallais</span> et Bernard <span class="nom_auteur">Ilschner</span>, <cite class="italique">Caractérisation expérimentale des matériaux I, Propriétés physiques, mécaniques et thermiques</cite>, Lausanne/Paris, PPUR, <abbr class="abbr" title="collection">coll.</abbr> « Traité des matériaux », <time>2007</time>, 416 <abbr class="abbr" title="pages">p.</abbr> <small style="line-height:1em;">(<a href="International_Standard_Book_Number" title="International Standard Book Number">ISBN</a> <span class="nowrap">978-2-88074-567-7</span>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://books.google.com/books?id=jrhPWXHnS7oC&printsec=frontcover">lire en ligne</a>)</small>, <abbr class="abbr" title="page">p.</abbr> 107<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rft.genre=book&rft.btitle=Caract%C3%A9risation+exp%C3%A9rimentale+des+mat%C3%A9riaux+I%2C+Propri%C3%A9t%C3%A9s+physiques%2C+m%C3%A9caniques+et+thermiques&rft.place=Lausanne%2FParis&rft.pub=PPUR&rft.aulast=Degallais&rft.aufirst=Suzanne&rft.au=Ilschner%2C+Bernard&rft.date=2007&rft.pages=107&rft.tpages=416&rft.isbn=978-2-88074-567-7&rfr_id=info%3Asid%2Ffr.wikipedia.org%3APycnom%C3%A8tre"></span></span></span>.</span>

</li>

</ol></div>

</div>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Voir_aussi">Voir aussi</h2></div>

/* start https://fr.wikipedia.org/ */

.mw-parser-output .autres-projets>.titre{text-align:center;margin:0.2em 0}.mw-parser-output .autres-projets>ul{margin:0;padding:0}.mw-parser-output .autres-projets>ul>li{list-style:none;margin:0.2em 0;text-indent:0;padding-left:24px;min-height:20px;text-align:left;display:block}.mw-parser-output .autres-projets>ul>li>a{font-style:italic}@media(max-width:720px){.mw-parser-output .autres-projets{float:none}}

/* end https://fr.wikipedia.org/ */

</style>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Articles_connexes">Articles connexes</h3></div>

<ul><li><a href="Densim%C3%A8tre_%C3%A9lectronique" title="Densimètre électronique">Densimètre électronique</a></li></ul>

</div>

<ul id="bandeau-portail" class="bandeau-portail"><li><span class="bandeau-portail-element"><span class="bandeau-portail-icone"><span class="noviewer" typeof="mw:File"></span></span> <span class="bandeau-portail-texte">Portail de la chimie</span> </span></li> </ul></div><div><div class="zim-footer">

Cet article est issu de <a class="external text" title="Dernière modification le 2025-06-10" href="https://fr.wikipedia.org/wiki/?title=Pycnom%C3%A8tre&oldid=226404475">Wikipédia</a>. Sauf mention contraire, le texte est disponible sous <a class="external text" href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.fr">Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0</a>. Des conditions supplémentaires peuvent s’appliquer aux fichiers multimédias.

</div>

</div></div>

</div>

</main>

</div>

</body></html>