Analyse chimique:
Coup d’accélérateur pour l’analyse de composés volatilisés

Le 30/06/2008 à 12:12

Adixen, filiale d’Alcatel Vacuum Technology, commercialise une solution d’analyse chimique qui utilise l’ionisation par attachement d’ion couplée à la spectrométrie de masse (IA-Mass). En comparaison aux analyseurs GC-MS, cette méthode s’adapte plus facilement aux cadences des productions industrielles. Première application visée: vérifier la présence d’éthers diphényles polybromés (PBDE) et de biphényles polybromés (PBB) dans les composants plastiques d’équipements électriques ou électroniques.

De plus en plus de mesures, d’analyses, de contrôles… C’est la perspective d’avoir à analyser des dizaines de milliers d’échantillons qui pousse l’industrie à trouver des alternatives à la méthode GC/MS qui couple la détection par spectrométrie de masse (MS) à une séparation chromatographique en phase gazeuse (GC). Celle-ci est considérée comme lourde à mettre en œuvre, demandant du temps, une préparation complexe de l’échantillon, des compétences pour l’opérateur, et des connaissances pour l’interprétation du spectre.
Pour l’analyse de composés volatilisés, voici donc un nouveau mode d’ionisation (l’attachement d’ions alcalins) qui s’affranchit de la séparation chromatographique avant la détection des espèces chargées.
Contrairement à un spectromètre de masse classique, les molécules ne sont plus cassées. On leur ajoute simplement un ion, en l’occurrence du lithium. Il n’est donc plus nécessaire de séparer les molécules par chromatographie avant la détection par spectrométrie de masse. On gagne donc du temps. Là où il faut plus de 10 heures (en comptant la préparation de l’échantillon) avec un GC-MS, l’IA Mass (ou Ion Attachment Mass Spectrometry) mettra à peu près une demi-heure.
Cette technologie nous vient du Japon, développée par Canon Alneva. Un partenariat a été établi avec Adixen, une filiale d’Alcatel Vacuum Technology afin de faire connaître ce procédé d’analyse “dans le reste du monde”. « Notre démarche est de faire valider la méthode sur une application ciblée puis de l’amener ensuite à tous les marchés possibles », précise Adrien Nicod, responsable commercial chez Adixen. Dans le cadre des exigences de la directive RoHS ainsi que de la directive WEEE (sur les déchets des équipements électriques et électroniques), le fabricant positionne son produit dans un premier temps pour déterminer la présence de substances interdites (composés bromés, phtalates). Les fabricants d’appareils électriques et électroniques doivent en effet s’assurer de l’absence d’éthers diphényles polybromés (PBDE) et de biphényles polybromés (PBB) dans les composants plastiques d’équipements électriques ou électroniques.
« Les premiers marchés sont donc pour nous les industriels qui doivent qualifier leur production de matériaux plastiques, mais aussi la filière du recyclage qui doit pouvoir qualifier les déchets électroniques avant de pouvoir les recycler », indique Adrien Nicod. Il s’agit avant tout de faire connaître et valider la méthode. Ensuite, comme avec un spectromètre de masse, toutes les applications sont permises.

Des seuils de 50 ppm en mesure
Concrètement, un ion lithium (Li+) est greffé sur la molécule de l’échantillon à analyser avec un faible niveau d’énergie pour ne pas la fragmenter. Le spectromètre de masse décèle ainsi le pic de chaque molécule d’origine (sans nécessiter de séparation préalable des molécules). Pour une simple détection (identification), il suffit de gratter un peu de matière au moyen d’une lame et de placer cet échantillon dans le porte échantillon de l’appareil. Après introduction dans la machine, il est vaporisé et les composants sont identifiés en mode “analyse spectrale”. Pour une mesure fine (quantification) de la concentration de chaque composant, quelques milligrammes sont réduits en poudre. On les pèse, on les introduit dans la machine, celle-ci les chauffe et tous les composants sont analysés et mesurés en mode SIM (calage sur une raie spectrale). On peut analyser jusqu’à 10 échantillons par heure en mode détection (identification), et 4 en mode de mesure fine (quantification). IA-Mass permet ainsi d’analyser environ 30 échantillons par jour.
« Nous arrivons à des seuils de 100 ppm en détection et de 50 ppm en mesure », précise Adrien Nicod. L’appareil IA-Mass peut être utilisé dans un local banalisé et manipulé par un technicien sans compétence particulière.