Mesure de l'anisotropie diélectrique de blocs de papier à fibres orientées, à 3 000 MHz

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Submitted on 1 Jan 1963

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Mesure de l’anisotropie diélectrique de blocs de papier à fibres orientées, à 3 000 MHz

Jean-Paul Le Petit

To cite this version:

Jean-Paul Le Petit. Mesure de l’anisotropie diélectrique de blocs de papier à fibres orientées, à 3

000 MHz. Journal de Physique, 1963, 24 (5), pp.341-342. �10.1051/jphys:01963002405034100�. �jpa-

00205478�

341.

LETTRES A LA RÉDACTION

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ^TOME 24, ^MAI 1963,

MESURE DE L’ANISOTROPIE DIÉLECTRIQUE

DE BLOCS DE PAPIER A FIBRES ORIENTÉES,

A 3 000 MHz

Par M. Jean-Paul LE PETIT,

Laboratoire d’Optique Ultra-hertzienne de la Faculté des Sciences de Bordeaux.

Dans le cadre des mesures d’anisotropies ^diélec- triques de matériaux stratifiés à base de fibres ^cellulo-

siques effectuées au laboratoire [1], [2], nous avons

étudié l’anisotropie diélectrique de blocs de papier ^à

fibres parfaitement ^orientées (aimablement ^fournis par M. Sauret, Ingénieur ^{au Centre} Technique ^{de l’Indus-}

trie des Papiers, ^{Cartons et} Cellulose du Groupe ^du Bouchet).

Nous avons utilisé ^{un banc de mesures} hyperfré-

quences ^en guide rectangulaire, pour la bande S, ^et

nous avons employé ^{la méthode dite « du court-}

circuit ». Dans cette méthode, l’échantillon, remplis-

sant toute la section du guide (66,37 ^X 29,50 mm) ^est placé ^{contre un} court-circuit terminal.

Parmi les papiers examinés, nous avons étudié, ^en particulier, ^un papier ^{dont le} rapport ^de rupture ^était

de 5 %. Les feuilles avaient une épaisseur ^moyenne,

mesurée au comparateur, ^de 0,26 ^{mm et une densité}

moyenne à l’état desséché de de 0,44 g/cm3. ^Elles

contenaient 1 % ^de fibres colorées en rouge par simple mélange ^à froid d’une solution aqueuse de rouge de

Congo ^{et de fibres en} suspension aqueuse. Il était donc facile de voir à l’oeil ^nu que les fibres ^{étaient toutes}

sensiblement parallèles. Par ailleurs, ^{cette coloration}

n’a aucune influence ^{sur la} permittivité ^aux hyper- fréquences [1].

Nous ^avons examiné les six orientations indiquées

sur la figure ^1.

On a vérifié que :

Ainsi, ^nous obtenons trois permittivités ^{sur les six}

orientations envisagées ^{d’un bloc de} papier ^{à fibres} orientées ; ^{nous les} désignerons par :

Elles sont indiquées ^{sur la} figure ^2.

Nous _avons, par exemple, pour ^un bloc de 0,45 g/CM3

de ce papier ^à l’humidité ambiante (6 % ^en poids) (les s’, ^{très faibles à l’état} desséché, deviennent appré- ciables) :

FIG. 1.

^-

L’orientation des fibres est indiquée par les

pointillés.

FIG. 2.

Et cette anisotropie diélectrique peut d’ailleurs être considérablement accentuée par compression ^{des échan-}

tillons [2].

De façon générale, ^{nous avons vérifié par les trois} éga-

lités (a), (b), (c) qu’un ^bloc, d’orientation quelconque par rapport ^au champ électrique, ^de papier ^{à fibres}

orientées, ^{conserve bien sa} permittivité ^{lors d’une rota-}

tion autour d’un ^axe Il ^{à E} (fig. 3) ; ^{cette rotation ne} modifie, ^en effet, ni l’orientation des fibres, ^{ni l’orien-}

tation des feuilles par rapport ^{à E.}

Par contre, la rotation de l’échantillon autour d’un

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01963002405034100

342

FIG. 3.

axe parallèle ^{au sens de} propagation modifie la permit-

tivité :

a) Lorsque les feuilles restent // à E, ^il y a, ^en effet,

variation d’orientation des fibres.

b) Lorsque les feuilles sont primitivement ^{1 à E,}

cette rotation modifierait généralement ^{à la fois}

l’orientation des fibres et celle des feuilles par rapport

à E ; ^{mais dans le cas} précis ^où les fibres sont /1 ^{à oz}

elles restent 1 à E et il _y a quand même variation de

permittivité : sj_ E//1 alors que chacune des fibres de cellulose, qui ^{sont uniaxes} [3], donnerait la même

permittivité ^{suivant l’un} quelconque ^{de ses diamètres.}

C’est donc la variation d’orientation des feuilles par rapport ^à E, ^à orientation de fibres déterminée, qui

introduit cette différence. On voit que ^la stratification

joue ^{un rôle} important.

Lettre reçue le 2 février 1963.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^SERVANT (R.), ^{P. V.} de la Société des Sciences Phys. ^et

Nat. de Bordeaux, 1961, ^44.

[2] ^{LE PETIT} (J. P.), ^{Thèse de 3e} cycle, Bordeaux, 1963.

[3] ^HERMANNS (P. H.), Contribution à l’étude physique ^des

fibres cellulosiques, Dunod, éd., 1952.

NOUVELLES MESURES DE LA DÉPOLARISATION

DE LA DIFFUSION RAYLEIGH DANS LES GAZ ET LES VAPEURS

Par André MASSOULIER,

Laboratoire d’Optique Moléculaire de la Faculté des Sciences de Bordeaux.

Les premières ^mesures du facteur de dépolarisation

de la diffusion Rayleigh ^{dans les} gaz ^{ont été} faites pour ^la plupart ^{entre 1918 et 1927} par ^un petit ^nombre d’expérimentateurs [1] (dont Rayleigh, Cabannes, Martin, ^{Gans) ; elles ont} donné des résultats assez dis-

persés, ^{et les valeurs trouvées} paraissaient ^{dans cer-}

tains cas, trop élevées, ^en contradiction avec l’isotropie probable ^{de la molécule (argon, méthane). De nou-}

velles mesures [2] ^{ont été faites entre 1929 et} 1937 ;

elles conduisirent en général ^à des valeurs plus faibles ;

c’est le cas principalement ^{des mesures de H. Volk-}

mann [3] ^et de A. Rousset [4].

La recherche de valeurs correctes du facteur de

dépolarisation p dans les gaz ^et vapeurs présente, ^en

dehors de ^son intérêt expérimental, ^un intérêt théo-

rique : ^{la seule mesure de} p conduit en effet à la valeur de l’anisotropie moléculaire ; ^on peut définir d’autre

part ^une anisotropie ^à l’état condensé (liquide ^{ou solu-} tion) ^{et la calculer à} partir du facteur de dépolarisation

et de l’intensité de la lumière diffusée par ^le liquide ^ou

la solution. Les valeurs habituellement admises pour p et pour la ^constante de Rayleigh ^des liquides ^étalons

conduisent à des anisotropies moléculaires à l’état de vapeur supérieures ^à celles de l’état liquide. ^{Or les}

valeurs de _p que ^{nous trouvons} après avoir éliminé autant que possible ^{les causes d’erreurs sont} générale-

ment plus ^{faibles [5] ; d’autre} part, ^les anisotropies

moléculaires relatives à l’état liquide, proportionnelles

au produit ^{de la constante de} Rayleigh par le facteur de dépolarisation (relatifs ^au liquide), ^{se trouvent} multipliées par 1,5 ^{si l’on} adopte les nouvelles valeurs des constantes de Rayleigh ^des liquides ^étalons [6].

L’écart entre les deux anisotropies ^va donc diminuer considérablement et pourra même s’inverser.

Montage: ^{Le schéma de} l’appareil ^{est donné} figure ^1.

Sur le socle ^en L, ^en acier, ^on distingue ^le montage

d’illumination A, ^le montage ^de Cornu suivi de l’objec-

tif photographique ^{et du} porte-chassis, ^{enfin la cuve}

contenant le tube en croix.

Le montage ^{A est} équipé ^d’une lampe SP 500 Phi-

lips, ^à rayonnement dirigé ^{dont un} premier ^condenseur L,L, ^{donne une} image ^{de l’arc sur} la fente F qui per- met de délimiter ^nettement une partie ^{de la source ;}

le condenseur L4L5 ^{donne une} image définitive dans le tube ^en croix ; ^{une lentille} L3 ^{form,e sur} L4 l’image ^de L2. ^Des diaphragmes ^{tendent à} éviter la lumière para- site. Entre les lentilles Li ^et L2 d’une part, L4 ^et L.

d’autre part, ^on peut ^{placer des écrans ou des cuves}

absorbantes sans avoir à modifier la mise au point ;

un polariseur ^{P peut être} placé ^aussitôt api ès ^la

fente F, ^{mais son} introduction oblige ^à refaire la mise

au point ^en déplaçant Lj.

L’ensemble B est un montage ^{de Cornu} comprenant

un biréfringent (Wollaston ^en quartz), ^un analyseur (glazebrook) ^{monté sur un} cercle divisé et un objectif qui ^{donne du} volume diffusant deux images ^{sur la}

c’est le cas principalement ^{des mesures de H. Volk-}

mann [3] ^et de A. Rousset [4].

La recherche de valeurs correctes du facteur de

dépolarisation 03C1 dans les gaz ^et vapeurs présente, ^en

dehors de ^son intérêt expérimental, ^un intérêt théo-

rique : ^{la seule mesure de} 03C1 conduit en effet à la valeur de l’anisotropie moléculaire ; ^on peut définir d’autre

part ^une anisotropie ^à l’état condensé (liquide ^{ou solu-} tion) ^{et la calculer à} partir du facteur de dépolarisation

et de l’intensité de la lumière diffusée par ^le liquide ^ou

la solution. Les valeurs habituellement admises pour p et pour la ^constante de Rayleigh ^des liquides ^étalons

conduisent à des anisotropies moléculaires à l’état de vapeur supérieures ^à celles de l’état liquide. ^{Or les}

valeurs de _03C1 que ^{nous trouvons} après avoir éliminé autant que possible ^{les causes d’erreurs sont} générale-

ment plus ^{faibles [5] ; d’autre} part, ^les anisotropies

moléculaires relatives à l’état liquide, proportionnelles

au produit ^{de la constante de} Rayleigh par le facteur de dépolarisation (relatifs ^au liquide), ^{se trouvent} multipliées par 1,5 ^{si l’on} adopte les nouvelles valeurs des constantes de Rayleigh ^des liquides ^étalons [6].

L’écart entre les deux anisotropies ^va donc diminuer considérablement et pourra même s’inverser.

Montage: ^{Le schéma de} l’appareil ^{est donné} figure ^1.

Sur le socle ^en L, ^en acier, ^on distingue ^le montage

d’illumination A, ^le montage ^de Cornu suivi de l’objec-

tif photographique ^{et du} porte-chassis, ^{enfin la cuve}

contenant le tube en croix.

Le montage ^{A est} équipé ^d’une lampe SP 500 Phi-

lips, ^à rayonnement dirigé ^{dont un} premier ^condenseur L1L2 ^{donne une} image ^{de l’arc sur} la fente F qui per- met de délimiter ^nettement une partie ^{de la source ;}

le condenseur L4L5 ^{donne une} image définitive dans le tube ^en croix ; ^{une lentille} L3 ^{forme sur} L4 l’image ^de L2. ^Des diaphragmes ^{tendent à} éviter la lumière para- site. Entre les lentilles L1 ^et L2 d’une part, L4 ^et L5

d’autre part, ^on peut ^{placer des écrans ou des cuves}

absorbantes sans avoir à modifier la mise au point ;

un polariseur ^{P peut être} placé ^aussitôt après ^la

fente F, ^{mais son} introduction oblige ^à refaire la mise

au point ^en déplaçant L1.

L’ensemble B est un montage ^{de Cornu} comprenant

un biréfringent (Wollaston ^en quartz), ^un analyseur

(glazebrook) ^{monté sur un} cercle divisé et un objectif

qui ^{donne du} volume diffusant deux images ^{sur la}