Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-objets

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L’analyse élémentaire : un outil de performance.

Date : 13/03/2014 à 13:30

Titre : L’analyse élémentaire : un outil de performance.

Intervenant : Rémi Losno

Provenance : Professeur de Chimie à l’Université Paris Denis Diderot, France

Salle : Salle de Séminaire - LPCNO

Résumé : L’analyse élémentaire consiste à déterminer les proportions d’atomes de chaque élément chimique dans la composition d’une substance. Les techniques actuelles permettent de déterminer avec précision des teneurs pouvant aller jusqu’à des proportions de 10-9 avec des appareils commerciaux et des méthodes de routine. L’instrument d’analyse ne sait mesurer que la composition atomique d’un milieu spécialement préparé qui est souvent très éloigné de l’échantillon. Par exemple, dans une torche à plasma, c’est la composition élémentaire du plasma qui est mesurée. La chaîne de transformation entre l’échantillon dont on veut connaître les teneurs élémentaires et le milieu où se fait la mesure doit donc être parfaitement maîtrisée pour assurer justesse et fidélité de la mesure. L’action consistant à déterminer une composition élémentaire commence donc dès l’instant où on va échantillonner le milieu que l’on veut étudier (stratégie de prélèvement), se poursuit avec les transformations chimiques et physiques appliquées à cet l’échantillon tout en préservant sa composition élémentaire (préparation de l’échantillon), continue lorsque l’échantillon est traité par l’instrument de mesure ("analyse") et se termine lorsque, grâce à différents calculs, la série de nombres sortant de l’appareil est transformée en une valeur associée à son incertitude (traitement des résultats).

Cet exposé présentera tout d’abord les différentes techniques et instruments d’analyse élémentaire avec leur mode de fonctionnement et leur domaine d’application : la fluorescence X, les techniques plasma (ICP) couplées à de la spectrométrie optique (ICP-AES ou ICP-OES) et de masse (ICP- MS), l’absorption atomique (même si cette technique devient obsolète), la fluorescence atomique et l’activation neutronique. On évoquera aussi les méthodes colorimétriques qui peuvent, pour certains éléments, rendre le service d’une analyse immédiate pour un laboratoire qui n’est pas équipé. Ces techniques ne donneront aucun résultat si elles ne sont pas encadrées par une stratégie d’échantillonnage, une préparation de l’échantillon et un traitement des résultats adaptés. Un laboratoire peut maîtriser l’ensemble de la chaîne analytique comme il peut externaliser sur une plateforme ou une entreprise tout ou partie des actions concernant la préparation de l’échantillon, l’analyse, et l’interprétation des valeurs instrumentales. La stratégie d’échantillonnage restera toujours de la responsabilité du laboratoire en demande d’analyse et nécessitera dans tous les cas une collaboration étroite avec le reste de la chaîne analytique.

Nous présenterons à travers plusieurs exemples en chimie de l’environnement et en chimie des matériaux la façon dont on peut s’acquitter des contraintes imposées par ces quatre maillons et les bonnes pratiques de laboratoire à adopter pour obtenir les meilleurs résultats. Nous insisterons particulièrement sur la validation nécessaire de la justesse des mesures en chimie analytique. Enfin, si le temps imparti le permet, nous pourrons discuter des coûts déroulant de la prise en charge de l’analyse élémentaire par le laboratoire.