L’influence du Fe et de l’Al dans le système peut être déterminée en appliquant à nos données expérimentales CFMAS, les équations des systèmes CMS, CFMS et CMAS afin de voir leurs qualités relatives à décrire les données CFMAS. Pour cela, nous comparons les énergies résiduelles obtenues pour chaque système en fonction de la température des données expérimentales.
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Pour la réaction de transfert Enstatite (Figure 1.7 1), nous observons clairement un comportement similaire des systèmes CMAS et CFMS lorsque les équations sont appliquées aux données CFMAS. Les énergies résiduelles se situent dans un intervalle allant de -1.8 à 3.8 kJ/mol pour le système CMAS, tandis que pour le système CFMS, les écarts en énergie se situent entre -3.6 et 3.2 kJ/mol. Pour le système CMS, la majorité des données donnent des résidus positifs et les résidus sont compris entre -0.6 et 4.3 kJ/mol. On note également pour chaque système, que les données dont les températures sont inférieures à 1300°C, présentent les plus forts résidus.
Pour la réaction de transfert Diopside (Figure 1.7 2), les énergies résiduelles estimées à partir des systèmes CMS, CMAS et CFMS décrivent la même relation hormis un décalage en résidus, mais la plupart des écarts sont situés en dessous de la condition idéale. Nous notons toujours que les énergies résiduelles les plus importantes appartiennent aux données correspondant aux températures inférieures à 1300°C.
Au travers du système CMS, l’introduction d’Al et Fe perturbe visiblement moins la réaction Enstatite que la réaction Diopside. Ceci parait logique car, dans la phase opx, les sites M1 et M2 sont plus petits, il existe donc des problèmes de capacité de stockage de ces éléments et des interactions entre Fe et Al interviennent, des effets qui sont visiblement égaux si l’on compare les résultats des systèmes CMAS et CFMS. Les corrections apportées pour l’Al et Fe sont de même nature dans la réaction Diopside.
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Figure 1.7 1: Energies résiduelles calculées à partir des équations thermodynamiques établies pour les systèmes CMS, CMAS et CFMS appliquées aux données expérimentales CFMAS ; réaction de transfert du constituant Enstatite.
Figure 1.7 2: Energies résiduelles calculées à partir des équations thermodynamiques établies pour les systèmes CMS, CMAS et CFMS appliquées aux données expérimentales CFMAS dans la réaction de transfert du constituant Diopside.
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Les résidus en énergie calculées par les systèmes CMS, CMAS et CFMS sont reportés en fonction des teneurs en Al et Fe (M1 et M2) pour chaque phase et chaque réaction de transfert. Ce test permet de vérifier que les écarts sont bien liés à l’introduction des nouveaux cations. Pour la réaction de transfert Enstatite (Figure 1.7 3), nous observons, quel que soit le système utilisé, une relation linéaire positive entre les énergies résiduelles et les teneurs en Fe dans les sites M1 et M2.
Les systèmes se démarquent des uns des autres. Ces tendances positives démontrent que les corrections apportées dans le système CFMS et CMAS sont excessives. Pour l’Al, la tendance s’inverse. Pour des teneurs en Al de l’ordre de 0.1 à 0.12 apfu dans les cpx, les énergies résiduelles sont élevées. Malgré la correction en Al apporté dans le système CMAS, elle s’avère également excessive alors que pour des concentrations supérieures à 0.15 apfu, elle apparaît insuffisante car les résidus deviennent négatifs.
Pour la réaction de transfert Diopside (Figure 1.7 4), quel que soit le système, il n’existe pas de relation entre les énergies résiduelles et les teneurs en Fe (M1 et M2) dans les opx tandis que pour Al, une relation linéaire négative se dessine, ce qui indique que les corrections apportées par les systèmes CMS, CFMS et CMAS sont insuffisantes, la correction CMAS apparaissant toutefois la meilleure des trois.
Ces relations démontrent que l’introduction de Al et Fe dans le système provoque des perturbations dans les deux réactions de transfert Enstatite et Diopside en jouant sur le partage du Ca et Mg dans le site M2 mais que des interactions semblent exister entre Al et Fe dans le site M1, en raison de la géométrie des sites des pyroxènes.
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Figure 1.7 3: Comparaison des énergies résiduelles des données CFMAS calculées à partir des modèles CMS, CMAS et CFMS, en fonction de la teneur en Al en site M1 et Fe dans les sites M1 et M2 dans la phase cpx, laquelle joue un rôle majeur dans la réaction de transfert Enstatite.
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Figure 1.7 4: Comparaison des énergies résiduelles des données CFMAS calculées à partir des modèles CMS, CMAS et CFMS en fonction de la teneur en Al en site M1 et Fe dans les sites M1 et M2 dans la phase opx, laquelle contrôle principalement la réaction de transfert Diopside.
Nous avons également regardé la différence de comportement du Ca dans le site M2 des pyroxènes en présence d’Al et de Fe par rapport au système CMS qui reste toujours la base de notre modèle.
Les différences entre la teneur en Ca calculée au travers des équations thermodynamiques CMS et celles des données expérimentales CFMAS sont reportées dans la Figure 1.7.5 pour la réaction de transfert Enstatite. Pour cette réaction, il existe une corrélation très marquée entre
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les écarts en Ca dans le cpx et les énergies résiduelles alors que pour l’opx aucune corrélation nette n’est observée, sinon légère et inverse.
Figure 1.7 5: Différences des teneurs en Ca entre les données expérimentales CFMAS et celles recalculées à partir du modèle CMS, en fonction des énergies résiduelles pour la réaction de transfert Enstatite pour les cpx et opx.
Dans le cas de la réaction de transfert Diopside, il est plus difficile d’établir l’existence d’une relation linéaire pour le cpx. En outre, bien que les écarts en Ca soient faibles, une relation grossière semble exister pour l’opx (Figure 1.7 6).
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Figure 1.7 6: Différences des teneurs en Ca pour les cpx et opx, entre les données expérimentales CFMAS et celles recalculées à partir du modèle CMS en fonction des énergies résiduelles ; réaction de transfert Diopside.
Les observations montrent qu’il existe un effet de l’Al et du Fe sur le partage Ca-Mg mais que des interactions entre Al et Fe existent aussi ; ces deux éléments ne perturbent pas de la même façon le Ca, l’effet étant plus important pour le cpx que pour l’opx. Les corrections apportées par les systèmes CMAS et CFMS sont insuffisantes pour décrire ces données CFMAS.