Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Génie chimique Module : métrologie légale Réalisé par : BELBESSAI Selma 2014/20

Génie chimique Module : métrologie légale Réalisé par : BELBESSAI Selma 2014/2015 Application de la métrologie dans le génie chimique Introduction : La métrologie se définit comme étant la science de la mesure associée à l’évaluation de son incertitude, elle constitue une référence indispensable pour tous les secteurs industrie, commerce, transports, environnement…). La métrologie garantit la sécurité des installations et de l’environnement pour les industriels notamment dans le contexte actuel de mondialisation et d’internationalisation des échanges. La métrologie est de plus en plus fréquemment employé dans le secteur des mesures chimiques (identification/ quantification d’éléments composés ou par exemple calculs de constantes d’équilibre). 1. Application de la métrologie dans le domaine chimique : 1.1 La traçabilité en chimie La norme ISO 17025 « Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais » précise que tout équipement ayant un effet significatif sur un résultat d’essai doit être étalonné et que la traçabilité des mesures internationales doit être établie lorsque cela est possible et pertinent. Dans le cas contraire, la norme ISO 17025 préconise d’établir la traçabilité des mesures à des références telles que des matériaux de référence certifiés ou des méthodes spécifiées agréées. Si les schémas de traçabilité de la plupart des mesures physiques sont établis depuis longtemps, il n’en est pas de même pour les mesures chimiques. La métrologie chimique est confrontée à deux problèmes fondamentaux qui la distinguent de la métrologie physique : — la multiplicité des paramètres mesurés engendre un manque de références reconnues : plusieurs centaines de paramètres différents sont couramment mesurés par les laboratoires d’analyse chimique et développer des étalons de référence reconnus pour chacun de ces paramètres est une tâche extrêmement compliquée ; — les phénomènes mis en œuvre lors des opérations de mesure ne sont, parfois, que partiellement maîtrisés. En effet, contrairement à la métrologie des masses où les facteurs pouvant influer sur le résultat de mesure sont connus et maîtrisés, les facteurs influant sur un résultat d’analyse chimique ne sont pas toujours bien contrôlés. C’est le cas de certaines étapes de préparation des échantillons, comme les extractions, par exemple, pour lesquelles il est souvent difficile de déterminer, avec exactitude, un rendement. Certains autres phénomènes, comme les effets de matrice, sont aussi, parfois, difficiles à quantifier. Ces phénomènes, mal maîtrisés, sont à l’origine de ruptures dans la chaîne de traçabilité. 1.2 Outils disponibles pour assurer la traçabilité en Chimie : Pour qu’une valeur soit traçable, elle doit être reliée à des références établies. Par définition et convention, les références établies incluent les références du Système International (SI) comme la mole, les matériaux de référence et les méthodes de référence (primaires, normalisées…). Il est évidemment souhaitable d’utiliser les références de plus haut niveau métrologique. Il est parfois impossible de relier tous les résultats d’analyse au SI. C’est le cas, par exemple, des paramètres tels que le pH qui possède une chaîne de traçabilité conventionnelle (figure ci-dessus). Cela ne présente pas d’inconvénients à partir du moment où les références sont établies et reconnues. Les méthodes de référence primaires sont au nombre de cinq : coulométrie, gravimétrie, titrimétrie, calorimétrie différentielle et dilution isotopique. Le caractère primaire d’autres méthodes d’analyse, telles que l’activation neutronique, est actuellement à l’étude. On distingue deux types de méthodes primaires : — les méthodes primaires directes qui ne nécessitent pas un étalon de même grandeur que le composé analysé (exemple : la coulométrie). — les méthodes primaires relatives qui font appel à un étalon de même nature que le composé analysé. 1.3 Les méthodes d’analyse au laboratoire : Dans la réalité quotidienne d’un laboratoire d’analyse en chimie, des difficultés rédhibitoires empêchent souvent que l’on puisse établir une traçabilité absolue. Compte tenu de la complexité des échantillons, la substance à analyser est difficilement isolable ou accessible dans sa matrice. Sa mesure est exceptionnellement traçable par une méthode primaire. L’analyse chimique est généralement réalisée par tout ou partie d’une succession d’étapes au cours desquelles l’échantillon initial est physiquement détruit (par fusion, digestion, calcination), mis en solution, puis le composé d’intérêt, ou son transformé, est soumis à extraction, séparation, prétraitement. Finalement, il est détecté et quantifié par des méthodes spectroscopiques ou électrochimiques dont le signal est transmis à un calculateur qui le traite et fournit le résultat. La traçabilité ne peut être réalisée que si, au cours de la succession des différentes étapes, une comparaison entre l’espèce analysée et une référence de même nature peut être maintenue. Il faut aussi qu’une évaluation de l’incertitude soit obtenue simultanément. 1.4 Schéma de traçabilité pour les analyses chimiques : L’objectif, pour le développement de chaînes de traçabilité en analyse chimique, n’est pas de multiplier à l’infini le nombre de matériaux de référence certifiés. Bien que leur développement doive être poursuivi, il est indispensable d’intégrer plus fortement les essais d’aptitude dans les futures chaînes de traçabilité en analyse chimique. Les organismes de normalisation jouent aussi un rôle important dans la traçabilité des analyses chimiques, notamment lorsque les résultats d’analyse dépendent des méthodes mises en œuvre par les laboratoires. Ces trois composantes, matériaux de référence certifiés, essais d’aptitude, méthodes normalisées sont des éléments essentiels pour l’établissement de la traçabilité des analyses chimiques. Les chaînes de traçabilité sont représentées schématiquement figure suivante. Face à la diversité des analyses chimiques, les laboratoires nationaux de métrologie ne pourront fournir, seuls, les références nécessaires à l’établissement de la traçabilité pour l’ensemble de ces analyses. Il convient, par conséquent, d’associer, les laboratoires « experts » afin qu’ils puissent suppléer les laboratoires nationaux de métrologie qui n’auraient pas la compétence requise dans un domaine d’analyses particulier. D’autre part, une collaboration renforcée entre les organismes de normalisation et les organismes de métrologie est souhaitable. 2. Exemples concrets de l’application de la métrologie dans le domaine chimique : Afin de voir en clair l’application de la métrologie dans le domaine chimique, nous allons présenter des exemples concrets et réels es se basant sur des actions concrètes menées par l’OIML (organisation international de métrologie légale) dans ce domaine : 2.1 Les eaux usées: Les principales activités menées dans ce domaine par les organismes de la métrologie sont les suivantes :  Animer l’unité d’hydrologie en confortant les méthodes de physico-chimie mises en œuvre : finaliser les dossiers de validation de méthode, établir et formaliser les incertitudes de mesure des paramètres des analyses.  Préparer l’accréditation de l’unité pour le programme 100-1 du COFRAC en ce qui concerne la physico-chimie de base des eaux usées.  Encadrement du technicien de l’unité.  Organisation et gestion des analyses mises en œuvre dans l’unité, réalisation d’analyses en suppléance. Développement le cas échéant de nouvelles méthodes d’analyses en lien avec l’activité de l’unité.  Validation, signature et interprétation des résultats.  Relations avec les clients (SATESE DEPARTEMENTAL). 2.2 Electrochimie : Face à la demande croissante en matériaux de référence de pH, le LNE a développé un banc de pH-métrie qui permettra d'étendre la gamme des solutions étalons. Le laboratoire de métrologie et d’essais tient à développer les références en PH-métrie et en conductivité en certifiant les matériaux primaires solides (PH 7 et 10), construction et validation de bancs secondaires, le développement de références dans des milieux spécifiques et la mise en œuvre de la cellule de Van der Pauw dans le domaine des très faibles conductivités (inférieures à 10-3 S.m-1). Cellule van der pauw 2.3 Chimie organique :  Afin d'obtenir une incertitude relative de quelques pourcents dans l'analyse de composés organiques dans différentes matrices, le LNE développe une méthode de référence primaire basé sur la dilution isotopique par chromatographie couplée à la spectrométrie de masse, en plus de ça le LNE développe les méthodes d’analyse des pesticides des matrices agro-alimentaires (céréales, biscuits..) par HPLC/MS-MS, assure la Fiabilité dans les analyses médicales, démonstration et application au dosage du glucose et de l’hémoglobine glyquée). Chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem 2.4 Chimie inorganique : Ce domaine de la chimie analytique élémentaire présente des besoins importants en termes de traçabilité et d'amélioration des incertitudes, comme par exemple pour les solutions étalons élémentaires commerciales utilisées par les laboratoires pour l’étalonnage de leurs instruments. Afin d'obtenir une incertitude relative de quelques pourcents dans l'analyse d'éléments dans différentes matrices, le LNE développe une méthode de référence primaire basé sur la dilution isotopique ICP/MS (Etude de l’influence de la correction de biais en masse en dilution isotopique sur les incertitudes de mesure) et aussi le Développement de la chromatographie ionique : Evaluation de l’exactitude des solutions anioniques commerciales (anions concernés : Br-, Cl-, NO3 -, SO4 2-, PO4 3-). 2.5 Métrologie des gaz : Il s'agit du domaine le plus avancé pour la mise en place d'une chaîne métrologique continue depuis les références métrologiques de plus haut niveau jusque vers les utilisateurs. Le laboratoire de métrologie assure la poursuite du développement du banc d’étalonnage des débitmètres, pour la validation de la rampe de fabrication des mélanges gazeux de référence gravimétriques par méthode dynamique, détermination de la pureté des gaz utilisés dans la fabrication des mélanges gravimétrique et Développement d’étalons de référence dans le uploads/Management/ devoir-maison-metleg.pdf