Quel est le principe de fonctionnement d’un grindomètre ?

💡 L'essentiel à retenir :

• Le grindomètre mesure la finesse de broyage par lecture visuelle au point d'apparition de stries ou d'agglomérats dans une rainure à profondeur variable.
• Le résultat se lit en microns (µm) ou sur l'échelle Hegman (0 à 8) : plus la valeur Hegman est élevée, plus les particules sont fines.
• Les plages de mesure courantes sont 0–15, 0–25, 0–50 et 0–100 µm selon le niveau de finesse attendu.
• Les principales normes applicables sont l'ISO 1524, l'ASTM D1210, la DIN 53203, l'EN 21524 et la NF T30-046.
• La répétabilité du test dépend de conditions constantes : vitesse et pression d'étirement uniformes, jauge propre et sèche, éclairage adapté.
• Les secteurs utilisateurs incluent les peintures, les encres, le pharmaceutique, l'alimentaire, les céramiques et les plastiques.

La jauge de finesse de broyage permet de contrôler la présence de particules grossières et d'agglomérats dans les formulations liquides et les dispersions. Un échantillon est étalé dans une rainure à profondeur décroissante : le point où les premières stries apparaissent indique la taille maximale des particules détectables. Ce contrôle s'applique à la production de peintures, d'encres, de produits pharmaceutiques et de formulations alimentaires. Le grindomètre constitue ainsi un outil de contrôle qualité courant dans les laboratoires et les lignes de production industrielles.

Le grindomètre est constitué d'un bloc en acier inoxydable trempé dans lequel une ou deux rainures sont usinées avec précision. Chaque rainure présente une profondeur qui diminue progressivement d'une extrémité à l'autre, formant ainsi un coin très fin. C'est cette géométrie en coin qui rend la mesure possible.

Le test commence par le dépôt d'un petit cordon d'échantillon à l'extrémité la plus profonde de la rainure. Une raclette est ensuite tirée de manière régulière vers l'extrémité peu profonde, étalant le produit en un film qui s'amincit progressivement. Au fur et à mesure que l'épaisseur du film diminue, les particules les plus grossières ou les agglomérats deviennent visibles en surface sous forme de stries ou de points saillants.

Le résultat correspond à la graduation relevée au point où un nombre notable de stries ou de particules apparaît. La valeur lue indique la taille maximale des particules détectables dans les conditions de l'essai. Elle s'exprime en microns (µm) ou sur l'échelle Hegman, selon la graduation de l'instrument. Les modèles à deux rainures permettent de réaliser une double détermination sur le même essai, ce qui améliore la fiabilité de la lecture.

Les grindomètres sont disponibles dans plusieurs plages de mesure selon les niveaux de finesse à contrôler : 0–15, 0–25, 0–50 et 0–100 µm. Sur l'échelle Hegman, les graduations courantes couvrent les segments 8–7, 8–6, 8–4 et 8–0. Certains modèles proposent également des lectures en mils ou en PCU (North) pour répondre aux pratiques de marchés spécifiques.

• Une valeur Hegman élevée (proche de 8) indique une dispersion très fine, de l'ordre de quelques microns.
• Une valeur Hegman basse (proche de 0) correspond à des particules grossières, autour de 100 µm.
• En dessous de 10 µm, la lecture demande des conditions de test particulièrement maîtrisées : éclairage rasant, surface de jauge sans rayures et vitesse d'étirement constante.

Avant de débuter le test, plusieurs paramètres conditionnent la répétabilité du résultat. L'échantillon doit être homogénéisé soigneusement avant prélèvement : une dispersion non représentative fausse directement la lecture. La jauge doit être propre, sèche et exempte de rayures sur la surface de mesure. Le choix de la plage de la jauge doit correspondre à la taille maximale attendue dans le produit : utiliser un modèle 0–100 µm pour un produit fin de type encre d'impression donne une résolution insuffisante. L'observation se réalise sous un éclairage uniforme et rasant, la jauge tenue à hauteur des yeux. La vitesse d'étirement et la pression exercée sur la raclette doivent rester constantes d'un essai à l'autre pour obtenir des valeurs comparables.

1. Homogénéiser l'échantillon : agiter ou mélanger le produit à tester jusqu'à obtenir une dispersion représentative et uniforme avant tout prélèvement.
2. Déposer le produit : placer un petit cordon d'échantillon à l'extrémité la plus profonde de la rainure du grindomètre, en quantité suffisante pour couvrir toute la largeur sans excès.
3. Étaler à la raclette : tirer la raclette de manière continue, à vitesse régulière et avec une pression constante, perpendiculairement à l'axe de la rainure, de l'extrémité profonde vers l'extrémité peu profonde.
4. Observer immédiatement : placer la jauge à hauteur des yeux sous un éclairage rasant et uniforme. L'observation doit se faire avant que le film ne commence à sécher, car le séchage modifie l'apparence des particules.
5. Lire la valeur : relever la graduation au point où un nombre notable de stries ou de particules devient visible sur toute la largeur du film. Ce point correspond à la taille maximale des particules détectables dans les conditions de l'essai.
6. Nettoyer la jauge après essai : retirer le produit résiduel à l'aide d'un chiffon non pelucheux et d'un solvant compatible avec le produit testé, puis rincer et sécher la surface sans frotter la zone graduée. Un nettoyage soigneux préserve la surface de mesure et assure la fiabilité des essais suivants.

Le grindomètre ne mesure pas directement la taille absolue des particules : il détecte la présence des particules ou agglomérats les plus grossiers qui soulèvent le film au moment de l'étalement. Le résultat correspond à la profondeur de rainure au point où ces particules deviennent visibles sous forme de stries ou de points. La valeur obtenue reflète donc la distribution des particules les plus grossières dans les conditions de l'essai, et non une granulométrie complète de la dispersion.

La plage de la jauge Hegman doit couvrir la taille maximale des particules attendues dans le produit. Un modèle 0–100 µm convient aux contrôles larges en début de process ou pour des dispersions grossières. Les plages 0–50 µm et 0–25 µm s'utilisent pour des dispersions plus fines, comme les encres ou les peintures de finition. Pour des produits très fins dont la finesse cible dépasse Hegman 7, soit moins de 12,5 µm, une jauge 0–15 µm offre la résolution nécessaire, mais les conditions de test doivent être particulièrement maîtrisées car les lectures en dessous de 10 µm deviennent sensibles aux variations de manipulation.

Plusieurs normes internationales encadrent l'essai de finesse de broyage au grindomètre. Les principales références sont l'ISO 1524, l'ASTM D1210, la DIN 53203, l'EN 21524, la NF T30-046, la JIS K 5600-2-5 et la BS 3900-C6. Chaque norme précise les conditions opératoires à respecter : dimensions de la jauge, procédure d'étalement, conditions d'observation et mode de lecture du résultat. L'application de la norme retenue par le plan qualité ou par le client garantit la comparabilité des résultats entre laboratoires.

Le matériel nettoyage jauge adapté comprend des chiffons non pelucheux pour éviter de rayer la surface de mesure, et un solvant compatible avec le produit testé (solvant aqueux, solvant organique ou mélange selon la formulation). Une spatule en plastique souple permet de retirer les résidus épais avant le passage du solvant. Après nettoyage, la jauge doit être rincée et séchée soigneusement. La compatibilité EHS du solvant et les procédures de sécurité internes doivent être respectées. Une surface propre, sans dépôt ni rayure, conditionne directement la précision des essais suivants.