There are plenty of experimental observations showing that the macroscopic phenomena are governed by interactions at molecular and atomic levels and are related to the nature and structure of the first produced layer. The understanding of the mechanisms of interaction of the first molecules with solid surfaces is, therefore, the fundamental requirement for making possible the prediction, control and modification of the macroscopic phenomena taking place in nature and for designing efficient technologies. For this purpose, we have developed an infrared external reflection technique, supported by computer modelling, that has a very unique ability to study interface phenomena at a molecular level for heterogeneous substrates. The variety, precision and reliability of information about interface phenomena delivered by this technique are superior to other single techniques. The experiments are fast and non-destructive. High sensitivity (starting from 20% of monolayer), in situ collected information in a multiphase system even in the region of a strong absorption of substrate makes this technique a very valuable experimental tool. The complexity of recorded reflection spectra, their sensitivity to any variations of the optical properties of all investigated phases in the system and their spatial distribution, are in fact the major strength of the technique. In this paper, the most interesting examples of application of the technique for monitoring and understanding surface modifications of sulphide and semi-soluble minerals in aqueous solutions by adsorption of surfactants will be discussed in detail. The developed techniques have been exploited intensively for the description of natural geochemical phenomena and a few industrial applications. To cite this article: E. Mielczarski, J.A. Mielczarski, C. R. Geoscience 334 (2002) 703-715.

De nombreux processus naturels ou technologiques se produisent aux interfaces. Beaucoup d'observations expérimentales indiquent que les phénomènes macroscopiques naturels sont fortement corrélés aux interactions à l'échelle moléculaire, en particulier les mécanismes mis en jeu durant les premiers stades de l'adsorption. La compréhension de la formation des phases superficielles et de leur structure à l'échelle locale nécessite la mise en œuvre de techniques expérimentales appropriées. C'est dans ce but que nous avons développé une nouvelle technique spectroscopique d'investigation : la réflexion externe infrarouge. Cette technique couplée par des simulations des phénomènes se déroulant à la surface permet d'obtenir des informations in situ sur la nature des phases superficielles, le mode de liaison avec le support et les liaisons adsorbat-adsorbant, difficilement ou non accessibles par les autres méthodes d'investigation habituellement utilisées en spectroscopie infrarouge. On présente dans cet article, à titre d'exemple, les résultats obtenus lors de recherches d'intérêt économique concernant la rétention de tensioactifs (collecteurs de flottation) sur des sulfures et des minéraux (fluorine et calcite). Pour citer cet article : E. Mielczarski, J.A. Mielczarski, C. R. Geoscience 334 (2002) 703-715.