Comment réaliser une analyse d'échantillon gazeux ?

Air Liquide vous explique comment réaliser une analyse d'échantillons gazeux.

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 Alphagaz bouteilles

Le principe d'une analyse de gaz

L’analyse de gaz pour déterminer la composition d’un mélange de gaz à de nombreuses applications dans une variété de domaines, notamment dans l'industrie, la recherche, la médecine et l'environnement.

Le principe d'une analyse de gaz (que soit du dioxyde de carbone, de l’oxygène, de l’hydrogèn ou bien des hydrocarbures, par exemple) repose sur la mesure des propriétés physiques et chimiques des gaz, telles que la densité, la conductivité thermique, la pression partielle, l'absorption de lumière et la réactivité chimique.
Les différentes étapes d'une analyse :

  1. Échantillonnage : Pour effectuer une analyse de gaz, un échantillon de gaz doit être prélevé à partir du mélange de gaz. L'échantillonnage peut être effectué à l'aide de différentes méthodes, telles que l'échantillonnage passif, l'échantillonnage actif (L'échantillonnage actif nécessite l'utilisation d'un dispositif de pompage pour faire passer activement) ou l'échantillonnage en ligne (en continu généralement en production)
  2. Préparation de l'échantillon : Après l'échantillonnage, l'échantillon de gaz doit être préparé pour l'analyse. Cela peut inclure des traitements tels que la filtration, la condensation, la compression, la dilution ou le refroidissement.
  3. Analyse : L'analyse de gaz peut être effectuée à l'aide de différentes techniques, telles que la Chromatographie en Phase Gazeuse (CPG), la spectroscopie InfraRouge (IR), la Spectrométrie de Masse (SM), la Conductivité Thermique (CT), la mesure de pression partielle, l'absorption de lumière et la réactivité chimique. Chaque technique a ses avantages et ses limites et peut être choisie en fonction de l'échantillon à analyser et de la précision requise. (check the FAQ -Quels sont les types de chromatographie ?)
  4. Interprétation des résultats : Après l'analyse, les résultats doivent être interprétés pour déterminer la composition du mélange de gaz et les différentes concentrations. Les résultats peuvent être comparés à des normes ou à des valeurs seuils par exemple pour évaluer la qualité de l'air ou la conformité aux réglementations.

Avez-vous des questions sur les analyses de gaz ?

Principales techniques d'analyse des gaz

  • La Chromatographie en Phase Gazeuse
  • La spectroscopie d'absorption laser. 
  • La spectroscopie InfraRouge (IR)
  • La Spectrométrie de Masse (MS)

Dans un analyseur de gaz comme le Gaz Chromatographe, nous avons généralement 3 étapes :

  1. L’injection de l'échantillon
  2. La détection 
  3. La quantification
Principales techniques d'analyse des gaz

 

Le rôle des gaz dans les procédés d'analyse

On distingue 3 types de gaz par leurs fonctions :

  1. Le gaz vecteur
  2. Le gaz de instrumentation
  3. Le gaz calibration
    • zéro (pour calibrer le point zéro)
    • mélange de gaz (pour…)
  1. Les gaz vecteur
    Pour la chromatographie en phase gazeuse (GC), le gaz vecteur également appelé “porteur” doit être un gaz inerte qui ne réagit pas avec le composant de l'échantillon. Son rôle principal est de transporter les molécules de soluté vaporisées à travers la colonne d’analyse. Le choix du gaz porteur et la vitesse linéaire qu'il utilise ont tous deux une incidence sur la résolution et les temps de rétention.
  2. Les gaz d’ instrumentation
    Les gaz d'instrumentation sont utilisés pour faire fonctionner l'analyseur (flamme, plasma, ...) ou pour purger une partie de l'équipement (ex. purge optique).
  3. Les gaz de calibration
    Un gaz d'étalonnage est un mélange de gaz de référence utilisé comme norme comparative pour ajusterles instruments d'analyse.
    Il permet d'assurer une parfaite lecture  des instruments. Il  doit être conforme  à une norme nationale ou internationale (ISO 17025 o ISO 17034 )afin de valider les résultats.

 

Le choix du gaz

Le choix du gaz utilisé dans un équipement d'analyse de gaz dépendra en grande partie de l'équipement utilisé et de la méthode d'analyse employée. En général, le gaz utilisé pour l'analyse doit être compatible avec le détecteur ou l'analyseur utilisé, afin de garantir des résultats précis et reproductibles.
Par exemple, pour les analyses de gaz par Chromatographie en Phase Gazeuse (CPG), l'hélium est souvent utilisé comme gaz vecteur pour transporter les échantillons à travers la colonne de séparation. L'hélium est préféré pour la CPG en raison de ses propriétés, notamment sa pureté, sa faible viscosité, sa stabilité chimique, sa compatibilité avec les matériaux de la colonne, et sa facilité de détection. Cependant, d'autres gaz peuvent également être utilisés, tels que l'azote, l'argon ou le l´hydrogène, en fonction de la méthode d'analyse et des exigences de l'application.
Pour les analyses de gaz par Spectrométrie de Masse (SM), un gaz vecteur est également utilisé pour transporter les échantillons à travers le spectromètre. L'hélium est souvent utilisé pour les analyses de masse, car il est non réactif, permet une bonne séparation des ions et offre une réponse stable et reproductible. D'autres gaz, tels que l'argon ou l'azote, peuvent également être utilisés en fonction des besoins de l'application.
Nos experts peuvent vous aider à trouver les meilleures  solutions gazeuses adaptées à vos besoins. Il vous suffit de connaître les molécules à analyser et leurs concentrations attendues, le type d'équipement d'analyse, son régime d'utilisation et l’environnement in-situ.

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