Chapitre 14
Spectrométrie
d’émission atomique
L’analyse par spectrométrie d’émission atomique constitue une méthode générale de dosage des éléments qui repose sur l’étude optique des radiations émises par les atomes passés
dans un état excité, généralement ionisé. Plusieurs procédés sont utilisés pour dissocier les
échantillons en leurs éléments constitutifs, notamment par l’effet de températures très élevées générées par des plasmas. Les spectres étant beaucoup plus complexes qu’en émission
de flamme, il faut des instruments dont l’optique est de très grande qualité pour résoudre
les situations d’interférences de raies et les effets de matrice.
Le domaine analytique de cette technique très sensible (quelques ppb) recouvre une gamme
dynamique étendue. Utilisée depuis ses débuts dans les laboratoires métallurgiques, elle est
devenue un outil indispensable de l’analyse chimique. Elle est arrivée à un point d’automatisation où du personnel peu expérimenté peut l’utiliser. Les spectromètres sont capables
d’analyser en routine plusieurs éléments simultanément ou de façon séquentielle. Elle coexiste avec l’absorption atomique comparativement à laquelle elle est plus complémentaire
que concurrente. Elle est enfin moins coûteuse que la spectrométrie de masse appliquée aux
éléments mais ne convient pas aux analyses des éléments légers.
14.1 SPECTROMÉTRIE D’ÉMISSION OPTIQUE DES ATOMES (OES)
Quand on soumet un élément chimique, pris à l’état atomique, à des conditions d’excitation
convenables, il émet des radiations qui lui sont caractéristiques. Sur cette observation repose
une forme d’analyse élémentaire qualitative et quantitative très générale. Connue également
sous le sigle OES (Optical Emission Spectroscopy), l’émission optique des atomes est très
complexe. Elle conduit à des milliers de radiations accompagnées d’un fond continu.
Les appareils correspondants se composent de plusieurs parties : le dispositif chargé de
porter la prise d’essai sous la forme d’atomes ionisés et excités à haute température (résultant de l’usage de plasmas de gaz, d’étincelles ou de lasers), le banc optique, de grande
qualité, qui conditionne les performances analytiques finales, la partie détection et enfin la
partie informatique, interface graphique, logicielle indispensables à tout l’ensemble.
Ce qui distingue, en premier lieu, ces spectromètres des appareils d’absorption atomique
ou d’émission de flamme, est leur taille plus imposante. Leur prix d’achat élevé représente
un gros investissement pour les laboratoires d’analyse qui, pour en amortir le coût, doivent
avoir beaucoup d’échantillons à traiter.
Spectrométrie
d’émission atomique
L’analyse par spectrométrie d’émission atomique constitue une méthode générale de dosage des éléments qui repose sur l’étude optique des radiations émises par les atomes passés
dans un état excité, généralement ionisé. Plusieurs procédés sont utilisés pour dissocier les
échantillons en leurs éléments constitutifs, notamment par l’effet de températures très élevées générées par des plasmas. Les spectres étant beaucoup plus complexes qu’en émission
de flamme, il faut des instruments dont l’optique est de très grande qualité pour résoudre
les situations d’interférences de raies et les effets de matrice.
Le domaine analytique de cette technique très sensible (quelques ppb) recouvre une gamme
dynamique étendue. Utilisée depuis ses débuts dans les laboratoires métallurgiques, elle est
devenue un outil indispensable de l’analyse chimique. Elle est arrivée à un point d’automatisation où du personnel peu expérimenté peut l’utiliser. Les spectromètres sont capables
d’analyser en routine plusieurs éléments simultanément ou de façon séquentielle. Elle coexiste avec l’absorption atomique comparativement à laquelle elle est plus complémentaire
que concurrente. Elle est enfin moins coûteuse que la spectrométrie de masse appliquée aux
éléments mais ne convient pas aux analyses des éléments légers.
14.1 SPECTROMÉTRIE D’ÉMISSION OPTIQUE DES ATOMES (OES)
Quand on soumet un élément chimique, pris à l’état atomique, à des conditions d’excitation
convenables, il émet des radiations qui lui sont caractéristiques. Sur cette observation repose
une forme d’analyse élémentaire qualitative et quantitative très générale. Connue également
sous le sigle OES (Optical Emission Spectroscopy), l’émission optique des atomes est très
complexe. Elle conduit à des milliers de radiations accompagnées d’un fond continu.
Les appareils correspondants se composent de plusieurs parties : le dispositif chargé de
porter la prise d’essai sous la forme d’atomes ionisés et excités à haute température (résultant de l’usage de plasmas de gaz, d’étincelles ou de lasers), le banc optique, de grande
qualité, qui conditionne les performances analytiques finales, la partie détection et enfin la
partie informatique, interface graphique, logicielle indispensables à tout l’ensemble.
Ce qui distingue, en premier lieu, ces spectromètres des appareils d’absorption atomique
ou d’émission de flamme, est leur taille plus imposante. Leur prix d’achat élevé représente
un gros investissement pour les laboratoires d’analyse qui, pour en amortir le coût, doivent
avoir beaucoup d’échantillons à traiter.