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Partie 2 • Méthodes spectrométriques
miroir
collimateur
miroir plan
source (plasma Ar)
miroir source
réseau échelles
prisme lentille
plan focal
iris d'entrée
trous de sortie
y
x
x
y
1
2
3
4
5
6
7
8
Figure 14.10 Schéma optique d’un spectromètre multicanal à réseau de diffraction à échelle.
Pour plus de clarté, seule la partie centrale du faisceau issu de la source 1 est représentée (ce faisceau devrait recouvrir tout le miroir 2). Le réseau à échelle 5 sépare les
radiations présentes dans la source dans le sens horizontal (en x). Le prisme dévie ensuite ces radiations dans le sens vertical (en y). Le parcours de trois lignes spectrales
différentes est schématisé. Les images du trou d’entrée 2 sont dans le plan focal 8. Pour
détecter ces radiations on peut installer soit des photomultiplicateurs de taille réduite
en des endroits spécifiques, soit un capteur à matrice de 10 5 à 10 6 photodiodes (CID ou
CCD), équivalent électronique des films photographiques, ce qui permet une couverture
spectrale continue de 190 à 800 nm avec une excellente résolution. Une étude complète
de l’échantillon est alors possible (dessin exécuté d’après un schéma du modèle 7000
PU de la société Unicam.).
14.6 PERFORMANCES
La rapidité et les limites de détection, qui sont inférieures au ppb pour beaucoup d’éléments,
font de l’émission atomique une des grandes méthodes d’analyse élémentaire polyvalente.
Avec les appareils comportant un détecteur du type CCD, il est possible de capter le spectre
entier en haute résolution (plus de 10 000 raies d’émission) en quelques secondes.
Certains spectromètres acceptent plus facilement des matrices dominantes, tels les boues
ou les sols, pour lesquels les éléments Si, Fe et Al sont largement majoritaires. Il faut donc
choisir l’appareil en fonction des analyses que l’on effectue.
14.6.1 Seuil de sensibilité et limite de détection du spectromètre
Le seuil de sensibilité de l’instrument varie selon l’appareil et l’élément considéré. On
trouve à ce sujet de nombreux tableaux comparatifs qui sont perpétuellement remis en
cause avec les progrès faits dans le domaine de l’instrumentation. Le seuil de sensibilité
correspond à la concentration minimum de l’élément en solution qui donne un signal dont
l’amplitude est égale à trois fois l’écart type calculé sur le blanc analytique. Cette définition
classique conduit à des valeurs optimistes, très variables suivant l’élément. La limite de détection de l’instrument représente la concentration d’un élément pouvant être décelé avec
95 % de certitude (cf. chapitre 22).
Partie 2 • Méthodes spectrométriques
miroir
collimateur
miroir plan
source (plasma Ar)
miroir source
réseau échelles
prisme lentille
plan focal
iris d'entrée
trous de sortie
y
x
x
y
1
2
3
4
5
6
7
8
Figure 14.10 Schéma optique d’un spectromètre multicanal à réseau de diffraction à échelle.
Pour plus de clarté, seule la partie centrale du faisceau issu de la source 1 est représentée (ce faisceau devrait recouvrir tout le miroir 2). Le réseau à échelle 5 sépare les
radiations présentes dans la source dans le sens horizontal (en x). Le prisme dévie ensuite ces radiations dans le sens vertical (en y). Le parcours de trois lignes spectrales
différentes est schématisé. Les images du trou d’entrée 2 sont dans le plan focal 8. Pour
détecter ces radiations on peut installer soit des photomultiplicateurs de taille réduite
en des endroits spécifiques, soit un capteur à matrice de 10 5 à 10 6 photodiodes (CID ou
CCD), équivalent électronique des films photographiques, ce qui permet une couverture
spectrale continue de 190 à 800 nm avec une excellente résolution. Une étude complète
de l’échantillon est alors possible (dessin exécuté d’après un schéma du modèle 7000
PU de la société Unicam.).
14.6 PERFORMANCES
La rapidité et les limites de détection, qui sont inférieures au ppb pour beaucoup d’éléments,
font de l’émission atomique une des grandes méthodes d’analyse élémentaire polyvalente.
Avec les appareils comportant un détecteur du type CCD, il est possible de capter le spectre
entier en haute résolution (plus de 10 000 raies d’émission) en quelques secondes.
Certains spectromètres acceptent plus facilement des matrices dominantes, tels les boues
ou les sols, pour lesquels les éléments Si, Fe et Al sont largement majoritaires. Il faut donc
choisir l’appareil en fonction des analyses que l’on effectue.
14.6.1 Seuil de sensibilité et limite de détection du spectromètre
Le seuil de sensibilité de l’instrument varie selon l’appareil et l’élément considéré. On
trouve à ce sujet de nombreux tableaux comparatifs qui sont perpétuellement remis en
cause avec les progrès faits dans le domaine de l’instrumentation. Le seuil de sensibilité
correspond à la concentration minimum de l’élément en solution qui donne un signal dont
l’amplitude est égale à trois fois l’écart type calculé sur le blanc analytique. Cette définition
classique conduit à des valeurs optimistes, très variables suivant l’élément. La limite de détection de l’instrument représente la concentration d’un élément pouvant être décelé avec
95 % de certitude (cf. chapitre 22).