Analyse d’aérosols de particules nanométriques et micrométriques avec et sans étalonnage
Résumé
Les aérosols [1] peuvent être définis comme un ensemble de particules solides ou liquides en suspension dans un gaz. Certains aérosols émis par des procédés industriels peuvent présenter un danger pour les travailleurs et l’environnement. L’émission de particules de métaux lourds par des incinérateurs ou des fonderies en est un exemple. L’émission de nanoparticules dans les industries des nanotechnologies en est un autre. Dans ces deux cas, les techniques d’analyse courantes nécessitent plusieurs étapes. Tout d’abord il faut envoyer des personnels sur site pour faire des prélèvements. Les échantillons prélevés sont alors préparés puis seulement analysés. La procédure est longue et peut prendre quelques heures voire quelques jours. Ceci souligne l’importance de développer des techniques permettant des analyses en temps réel, sur le terrain, permettant l’identification chimique élémentaire immédiate de tous les éléments présents et la détermination de leurs concentrations en masse. La technique LIBS est jugée potentiellement prometteuse pour ces applications. Dans le domaine des métaux lourds [2], un prototype est développé à l’INERIS depuis plusieurs années. Il permet l’analyse des concentrations en masse d’aérosol avec des particules dans une gamme de taille variant de 0.5 à 10 μm avec des limites de détection de l’ordre du μg/m3. Ces analyses nécessitent un étalonnage préalable du système LIBS. Ce prototype est en phase d’amélioration pour abaisser les limites de détection. Dans le domaine des nanotechnologies, le suivi en temps réel sur un procédé de production de la stoechiométrie de nanopoudres peut être souhaitable. Un système LIBS permet de répondre à toutes les contraintes de ce genre d’opération visant une analyse semi quantitative pouvant être réalisée en recourant à un modèle de simulations de raie supposant l’équilibre thermodynamique local [3] et donc sans étalonnage. Cette présentation illustrera l’analyse d’aérosols dans une gamme de taille s’échelonnant du nanométrique au micrométrique avec et sans étalonnage.