C’est l’oeuvre de Le Chatelier en 1887, avec ses recherches sur les argiles, qui attira l’attention, générale sur l’intérêt de l’analyse thermique. L'Analyse thermique Différentielle et Thermogravimétrique permettent l'étude des comportements thermodynamiques des matériaux et sont utilisés simultanément.

Il convient de préciser que la méthode est destructrice pour l'échantillon car un broyage fin du matériau, réalisé dans un mortier en agate, est indispensable.
 

L'analyse Thermo-gravimétrique

Cette méthode d'analyse permet de mesurer les variations de masse d'un échantillon au cours de son chauffage.

L'analyse Thermique Différentielle
 

L’ATD a été imaginée par Roberts-Austen en 1899. Le principe de cette méthode consiste à suivre l’évolution de la différence de température (D T) entre l’échantillon étudié et un corps témoin inerte, c’est-à-dire dépourvu d’effets thermiques dans le domaine de température étudié.

L’analyse thermique est la première méthode physique qui fut utilisée pour la recherche et la détection des changements de phases au cours de l’évolution d’un système chimique par variation de température. C’est une méthode calorimétrique, puisqu’elle met à profit les effets thermiques, positifs ou négatifs selon les cas, qui accompagnent ces changements.

Pour les mélanges, une détection des constituants n’est pas toujours réalisable car de nombreuses limitations empêchent l’ATD d’être une méthode générale d’analyse quantitative :
 

1) chevauchement des accidents caractéristiques.
2) réactions chimiques entre constituants solides du mélange.
3) apparition d’une phase liquide qui entraîne une réaction secondaire avec les autres corps.
4) influence de certaines impuretés sur la forme et la position des accidents.

• La mise en évidence des phénomènes de transition de phases.
• L'identification des phases cristallines mises en jeu après interprétation des phénomènes endothermiques ou exothermiques enregistrés à des températures caractéristiques.
• L'évaluation de la température de cuisson du matériel étudié en fonction des phases apparues.

En dehors de l’aspect identification des espèces, l’ATD rend des services dans l’étude des comportements des minéraux vis-à-vis de la chaleur. Les changements de structure sont ainsi mis en évidence par recoupement avec les autres méthodes physico-chimiques (notamment la Diffraction de rayons X avant et après ATD).