Colloïdal

« Colloïdal » qualifie un état de dispersion où des particules, gouttelettes, bulles ou domaines microscopiques sont répartis dans une phase continue d’une autre composition ou d’un autre état. Leur petite taille donne aux interfaces une influence majeure sur les propriétés du système, sans signifier que la dispersion est une véritable solution moléculaire.

Taille et stabilité

L’Union internationale de chimie pure et appliquée situe approximativement la dimension colloïdale entre 1 nanomètre et 1 micromètre dans au moins une direction. Cette plage décrit un état de subdivision plutôt qu’une frontière absolue : des objets plus grands peuvent présenter un comportement colloïdal lorsque leurs interactions de surface dominent la sédimentation.

Le mouvement brownien disperse continuellement les petites particules. Les charges électriques de surface et les couches d’ions qui les entourent peuvent produire une répulsion, tandis que les forces de van der Waals favorisent leur rapprochement. La stabilité observée résulte de cet équilibre et de la viscosité du milieu. Une variation de pH, l’ajout d’électrolytes ou un coagulant peuvent réduire la répulsion et déclencher agrégation, floculation puis décantation.

Types de dispersion

Un sol disperse un solide dans un liquide ; une émulsion associe deux liquides non miscibles ; une mousse disperse un gaz dans un liquide ou un solide. Les aérosols sont des particules solides ou liquides dispersées dans un gaz. Le terme « colloïdal » décrit donc une organisation physique et non une composition chimique particulière.

Dans l’eau

Les argiles fines, les substances humiques, les oxydes métalliques et certains assemblages microbiens forment des colloïdes naturels. Ils influencent la turbidité, la couleur, la disponibilité des nutriments et le transport de métaux ou de molécules hydrophobes adsorbés à leur surface. Leur granulométrie et leur charge expliquent qu’une filtration mécanique grossière en retienne peu.

En traitement de l’eau, coagulation et floculation transforment les particules dispersées en agrégats séparables par décantation ou filtration. Une eau visuellement claire peut encore contenir des colloïdes, tandis qu’une turbidité élevée peut aussi provenir de particules non colloïdales.