Notre étude porte sur une presse à pastilles manuelle datant du troisième quart du 20^e siècle.

Image 1 : Photo d’une presse à pastilles

Lors de nos recherches sur cette presse à pastilles, nos premières interrogations ont porté sur la manière d’utiliser cet instrument. En effet, notre presse étant rouillée, il nous était impossible de l’actionner et donc de savoir de quelle manière elle était utilisée. Puis, nous nous sommes demandé si notre presse était complète car celle-ci présentait une grosse vis rouillée à l’arrière qui nous paraissait devoir être rattachée à quelque chose. De plus, le socle de la presse et le piston nous semblaient également incomplets car ils ne pouvaient pas accueillir de pastilles. Pour répondre à ces questions, nous avons fait l’étude de la presse à pastilles. 

La presse à pastilles est un instrument de laboratoire permettant l’élaboration de pastilles de composés chimiques pour les soumettre à un traitement infrarouge (IR). En effet, une des méthodes classiques d’étude d’un composé chimique est la spectroscopie infrarouge. Cette technique permet, grâce à l’absorption du rayonnement infrarouge par la molécule, d’analyser ses fonctions, ses niveaux vibro-rotationnels et ses modes de vibrations. La molécule va ainsi absorber certaines longueurs d’onde du rayonnement IR et le convertir en énergie vibro-rotationnelle. Le signal obtenu suite à cette absorption permet de définir les longueurs d’onde absorbées. Il suffit ensuite d’identifier les bandes d’absorptions du signal pour déterminer les fonctions caractéristiques de la molécule. Ceci est une méthode simple et sûre, elle est donc très souvent utilisée par les chercheurs, dont ceux de l’Institut Charles Sadron, dans l’étude des macromolécules. Pour l’Institut Charles Sadron, cette méthode d’analyse a joué un rôle majeur dans la détermination des propriétés des polymères dans les années 1920-30. C’est durant ces années que les recherches sur les polymères ont gagné en intérêt grâce aux propriétés exceptionnelles de ces composés. Cette méthode permettait de connaître facilement les propriétés de molécules parfois inconnues. C'étaient les premières analyses faites lorsque l’on étudiait une macromolécule.

Image 2 : Spectre IR d’un composé (Glycine)

Afin d’étudier un composé, celui-ci doit être placé dans un support (solide ou liquide) afin de pouvoir être analysé par un spectrophotomètre. Cependant, un support liquide ne convient pas dans ce cas car il présente de multiples vibrations masquant les vibrations du composé à analyser. Le support choisi est donc une pastille solide pouvant être insérée dans le spectrophotomètre. La composition de cette pastille peut varier mais elle est la plupart du temps constituée de Bromure de potassium (KBr) et de la molécule à étudier. Le choix s’est porté sur une pastille de KBr car il s’agit d’un très bon solide pouvant accueillir la molécule à analyser en étant broyée puis mixée. Elle possède également une fenêtre de transparence aux IR permettant de ne pas polluer le résultat.

Image 3 : Pastille de Bromure de potassium

La presse à pastilles permet ainsi la fabrication de pastilles (KBr + composé à analyser) à l’aide de la force de pression d’un levier. Elle permet de fabriquer une pastille d’environ 5 millimètres d’épaisseur et 2 centimètres de diamètre. Cette pastille peut alors être insérée dans le spectromètre afin d’être soumise à un rayonnement IR. Le spectrographe ci-dessous, datant du 20^ème siècle utilise le tracé papier. Depuis plusieurs dizaines d’années, ce type de tracé a été remplacé par un tracé numérique.

Image 4 : Photo d’un spectrographe du 20^ème siècle

La presse à pastilles est utilisée par les techniciens et les laborantins de chimie. La fabrication de pastilles est un travail qui n’est pas automatisable car, bien qu’elle soit répétitive, elle demande une attention toute particulière car la qualité des pastilles influençent la qualité des résultats. Cependant, les presses manuelles sont aujourd’hui remplacées par des presses hydrauliques, plus puissantes et plus précises, toujours dans le but d’améliorer la qualité des pastilles.

Les techniciens utilisant cette presse font partie d’un atelier qui travaille avec les chercheurs du laboratoire. En effet, nous avons découvert, lors de notre visite de l’Institut Charles Sadron, qu’il est très courant qu’un laboratoire de recherche ait un atelier en son sein avec des techniciens et des ingénieurs pour concevoir les outils nécessaires aux expériences de recherches.

Ainsi, grâce à nos recherches et à notre visite de l’Institut Charles Sadron, nous avons pu répondre aux questions que nous nous posions sur les raisons de son utilisation, sur son mode d'exploitation et ses utilisateurs.

SOURCES

Image 1

Delphine Issenmann, Presse manuelle à pastilles, 2010, voir PDF joint avec le dossier.

Image 2

Auclair Jean-Jacques, Les Sciences de la Vie et de la Terre au lycée, 08/08/2019 (site consulté le 09/12/2019).

http://jean-jacques.auclair.pagesperso-orange.fr/ftirUV/protocole.htm

Image 3

Auclair Jean-Jacques, Les Sciences de la Vie et de la Terre au lycée, 08/08/2019 (site consulté le 09/12/2019).

http://jean-jacques.auclair.pagesperso-orange.fr/ftirUV/protocole.htm

Image 4

Delphine Issenmann, Presse manuelle à pastilles, 2013, voir PDF joint avec le dossier.

Ce billet fait partie du dossier "La presse à pastilles, simple instrument ou chef d’œuvre scientifique ?"