Microstructure et propriétés hygro-mécaniques du gel d'agar

(Reçu le 2 décembre 1993, révisé le 7 juillet 1994 et le 7 février 1995, accepté le 6 avril 1995)

Abstract
This study concerns the measurement of the mechanical and hygroscopic properties of a biopolymer: agar gel. The morphology of the gel is shown by scanning electron microscopy using a freeze fracture technique. It is shown that the agar gel presents a diphasic morphology conserved during drying. The hygroscopic properties of the gel are established through the determination of the isothermal desorption. This study allows, in particular, to define the hygroscopic domain of the material. We study then the shrinkage of agar gel during drying, throughout determination of the variations of the contraction coefficient and the hygrometric expansion coefficient, as a function of the medium humidity. Finally, the rheological study of the gel is established. The experiments consist of the measurement of the change in Young's modulus as a function of water content, by simple compression tests. The results are then used to determine Poisson's ratio, by measuring the propagation speed of ultrasonic waves through the gel.

Résumé
Cette étude aborde la mesure des propriétés d'un biopolymère, le gel d'agar, au cours d'un processus de déshydratation. La morphologie du gel est mise en évidence par des observations au microscope électronique en utilisant une technique de cryofracture ; il est montré que la morphologie initiale diphasique du gel d'agar est préservée lors de l'évolution de la teneur en eau. L'étude des propriétés hygroscopiques du gel, par la détermination de l'isotherme de désorption, permet, en particulier, de situer le domaine hygroscopique du matériau. On étudie ensuite le retrait du gel d'agar, par la détermination des variations du coefficient de contraction et du coefficient d'expansion hygrométrique, en fonction de l'humidité du milieu. On aborde enfin l'étude rhéologique du gel qui présente un comportement macroscopique élastique. La variation du module de Young en fonction de la teneur en eau est déterminée par des essais de compression simple. Ce résultat est ensuite combiné à des mesures de la vitesse de propagation d'ondes ultrasonores pour déterminer la variation du coefficient de Poisson avec la teneur en eau.