I.2.2. Les pyrophosphates de calcium

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Caractérisé par un rapport Ca/P égal à 1, le pyrophosphate de calcium présente trois
formes allotropiques : α, β, γ qui proviennent de la condensation d'ortho phosphates, en
particulier de la monétite (CaHPO4).
La principale méthode de synthèse est le chauffage de la monétite :
CaHPO4 γ-Ca2P2O7 β-Ca2P2O7 α-Ca2P2O7
Au cours de notre étude seule la forme cristalline β est rencontrée. Sur les figures I.3
et I.4 sont reportés le spectre infrarouge du β-Ca2P2O7 et son diagramme de diffraction des
rayons X.
727.0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400
Nombre d'onde, cm-1
% Transmitance
Figure I.3. Spectre infrarouge du β-Ca2P2O7
Dans le Tableau I.5 sont reportées les distances interréticulaires et les intensités des
raies de diffraction des rayons X du pyrophosphate β.

Tableau I.5. Distances interréticulaires (d) et intensités des principales raies de diffraction
des rayons X du β-Ca2P2O7 [JCPDS 90-346]
Le pyrophosphate β cristallise dans le système quadratique (groupe spatial : P41)
[Webb1966]. Ses paramètres cristallins sont les suivants :
a = b = 6,684 Å ; c = 24,144 Å

Figure I.4. Diagramme de DRX du β-Ca2P2O7

I.2. Les phosphates de calcium

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I.2.1. Généralités
En 1967 Kreidler et Hummel ont établi le diagramme de phases P2O5-CaO présenté
sur la Figure I.2.

Figure I.2. Diagramme de phases du système Ca0 - P2O5 (C=CaO, P= P2O5)
[Kreidler1967]
Les orthophosphates de calcium sont les sels de l’acide orthophosphorique (H3PO4) et
constituent une grande famille de composés.
Ces phosphates de calcium présentent plusieurs compositions chimiques et des
structures cristallines très variées. Le Tableau I.4 regroupe les différents orthophosphates de
calcium que comprend le système Ca(OH)2 – H3PO4 et donne leur rapport atomique Ca/P. Ces

composés correspondent soit à des phases cristallines particulières (identifiées par diffraction
des rayons X et par spectroscopie infrarouge), soit à des phases amorphes.
Orthophosphates de calcium Formule chimique Abréviation (Ca/P)at
Phosphate monocalcique anhydre1
Phosphate monocalcique
monohydraté1
Ca(H2PO4)2
Ca(H2PO4)2, H2O
MCPA
MPCM
0.50
0.50
Phosphate dicalcique anhydre1
Phosphate dicalcique dihydraté1
Pyrophosphate de calcium α, β ou γ 2
CaHPO4
CaHPO4, 2H2O
Ca2P2O7
DCPA
DCPD
1.00
1.00
1.00
Phosphate octocalcique triclinique1
Phosphate octocalcique apatitique1
Phosphate octocalcique amorphe1
Ca8(PO4)4(HPO4)2, 5H2O
Ca8 (PO4)3,5(HPO4)2,5(OH)0,5
Ca8(PO4)4(HPO4)2, nH2O
OCPt
OCPa
OCPam
1.33
1.33
1.33
Phosphate tricalcique α ou β 2
Phosphate tricalcique apatitique1
Phosphate tricalcique amorphe1
Ca3(PO4)2
Ca9(PO4)5(HPO4)(OH)
Ca9(PO4)6, nH2O
PTC (α ou β)
TCPa
TCPam
1.50
1.50
1.50
Hydroxyapatite phosphocalcique12
Hydroxyapatite phosphocalcique
amorphe1
Ca10(PO4)6(OH)2
Ca10(PO4)6(OH)2, nH2O
HA
HAa
1.67
1.67
Oxyapatite2 Ca10(PO4)2O OXA 1.67
Phosphate tétracalcique2 Ca4(PO4)2O TTCP 2.00
Tableau I.4 Les différents orthophosphates de calcium (1 phosphates de calcium obtenus à
basse température, 2 phosphates de calcium obtenus à haute température) [Georgescu2004].
Il est intéressant de noter que la composition de l’hydroxyapatite phosphocalcique
peut varier dans un domaine dont le rapport atomique Ca/P varie entre 1.5 et 1.67. En fait,
seule l’HA de rapport 1.67 est stoechiométrique, les autres apatites sont appelées apatites
déficientes.
Cette partie comprend une présentation succincte des différents phosphates de calcium
rencontrés au cours de ce travail, leur caractérisation ainsi que les méthodes de synthèse de
ces composés.