Le choix du milieu de transmission de la pression avec lequel on remplit le trou du joint est crucial. Pour que la pression soit la plus hydrostatique possible (i.e. qu’elle ait la même valeur en tous points du milieu) l’idéal est d’utiliser un liquide ou un solide mou.
Les milieux les plus fréquemment utilisés sont :
- des mélanges d’alcools. Ils se transforment tous en solides pour des pressions de quelques GPa.
- des solides ioniques de type NaCl
- des gaz rares (Ar, Ne, He …). Ces derniers se transforment en solide mous pour de faibles pressions (quelques GPa) mais procurent des conditions de pression très hydrostatiques jusqu’à plusieurs centaines de GPa.
Pour mieux comprendre l’augmentation de la pression sur l’échantillon, regardons le schéma ci-dessous (Figure 9). Lors du mouvement des diamants l’un vers l’autre, le volume du trou diminue. Cette diminution est surtout liée à la réduction de la hauteur du trou. En effet, le diamètre de ce dernier ne change pas, ou du moins peu, si l’expérience est bien montée. Pour cerner le problème nous ferons l’hypothèse que le diamètre du trou reste constant et que seul son épaisseur diminue. Le volume initial du trou vaut :
V0 = h0.S0
Après compression et diminution de la hauteur du trou de h0 à h le volume vaut :
V = h.S0
Dans ce cas on remarque que la variation de volume V/V0 est la même que h/h0 :
V/V0 = h/h0
Le fluide ou le solide remplissant le trou subit la diminution de volume et se comprime. La pression augmente d’autant plus rapidement que le fluide ou le solide est peu compressible. Deux cas sont représentés sur le graphe de droite pour deux milieux de compressibilités différentes: NaCl et le néon. Sur l’ordonnée de droite on trouve la variation du volume V/V0. Cette variation est aussi celle du volume molaire ou du volume molaire du milieu qui remplit le trou. L’ordonnée de gauche exprime la variation de la hauteur du trou d’épaisseur initiale 20 micromètres. L’abscisse donne les variations de pression exprimée en gigapascals (GPa), 1 GPa = 109 Pa. La courbe correspondant à NaCl donne les variations V/V0 du volume molaire de ce solide en fonction de la pression. Quand le trou est réduit à une épaisseur de 13 micromètres, la pression dans NaCl est de P2 = 25 GPa. Le néon, solide à température ambiante à partir de 4 GPa, est nettement moins compressible que NaCl. On observe que pour une épaisseur de 13 micromètres la pression dans ce milieu n’est que de 2 GPa. Pour obtenir une pression de 25 GPa, il faut réduire l‘épaisseur du joint à environ 8 micromètres.
