l’analyseur est dit inexact. Cette situation peut et doit être résolue au moyen d’une procédure d’éta- lonnage. Il s’agit de corriger les distorsions. Même si l’analyseur est jugé précis et exact lors- qu’il est testé avec les fluides d’étalonnage, il lui est toujours possible de produire des résul- tats manquant d’exactitude au moment de l’ana- lyse de la ligne d’échantillonnage. Si l’analyseur est paramétré pour comptabiliser les molécules rouges et qu’il en rencontre des roses, que fait- il ? Pour l’analyseur, les molécules roses et rouges se ressemblent. Aussi, les comptabilise- t-il comme étant rouges, ce qui a pour effet de gonfler le compte des rouges. C’est ce que nous appelons l’interférence positive. Une molécule qui n’aurait pas dû être comptabilisée l’est car, pour l’analyseur, elle ressemble à la molécule qui doit être comptabilisée. Par exemple, dans un système conçu pour comptabiliser les molé- cules de propane, des molécules de propylène peuvent apparaître. Il est possible que l’analy- seur les comptabilise comme étant du propane car il n’a pas été configuré pour établir une distinction entre ces deux molécules.


Les analyseurs ne sont pas parfaits mais ils fonc- tionnent tous sur le mode de la sélection, ce qui signifie qu’ils réagissent aux molécules pour lesquelles ils ont été configurés et à rien d’autre. Certains analyseurs sont plus complexes et programmés pour inhiber chimiquement certains types d’interférences. Par exemple, un analyseur de composé organique total (TOC) est conçu pour mesurer la teneur en carbone des eaux usées et déterminer si les hydrocarbures ont été évacués de manière appropriée. Pour effectuer cette analyse avec exactitude, l’analyseur retire une source d’interférence positive, par exemple les carbones inorganiques comme le calcaire, présents dans l’eau dure. Il me sure ensuite uniquement les carbones organiques. Sans cette étape préliminaire, l’analyseur aurait mesuré à la fois les carbones organiques et les carbones inorganiques, confondant les hydrocarbures avec l’eau dure. Parmi les types d’interférence figure également l’interférence négative. Une molécule qui devrait être comptabilisée ne l’est pas car une autre molécule la masque. Par exemple, dans l’eau potable fluorée, une électrode est utilisée pour analyser la quantité de fluorure dans l’eau. Toutefois, les ions hydrogène que l’on retrouve dans l’eau potable masquent les fluorures et le compte obtenu est ainsi faible car erroné. L’ana- lyseur peut tout à fait lire 1 ppm, ce qui correspond à un dosage standard, alors qu’en réalité, l’eau peut en contenir une concentra- tion de 10 ppm. La solution consiste à retirer la source de l’interférence. En introduisant une


solution tam pon, les ions hydrogène sont retirés et l’électrode peut mesurer la quantité de fluo- rure avec exactitude. C’est en comprenant les notions d’interférence positive et négative, ainsi que celles de préci- sion et d’exactitude que nous avons pu appré- hender les formidables défis auxquels nous sommes confron tés en permettant aux analy- seurs de produire les résultats escomptés. Dans ce domaine, on entend souvent : « L’analyseur ne fonctionne pas. Il doit être éta lonné. » On considère souvent que si l’analyseur ne produit pas le résultat escompté, un étalonnage est nécessaire. Cependant, comme nous venons de le voir, l’étalonnage a ses limites. Il ne permet pas de résoudre tous les problèmes.


atmosphériques dans les analyseurs de gaz


Contrôle des variations


Les analyseurs de gaz ont pour principale mission de compter les molécules. Lorsqu’ils sont étalonnés, une concentration connue de gaz est introduite et la sortie de l’analyseur est vérifiée pour s’assurer que le comptage s’ef- fectue correctement. Cependant, que se passe- t-il lorsque la pression atmosphérique varie de 5 à 10% comme cela est le cas sous certains climats ? Le nombre de molécules dans un volume donné va varier du fait du changement de pression atmosphérique et, par conséquent, le comptage de l’analyseur va faire de même. Il est communément accepté à tort que la pres- sion atmosphérique est une constante égale à 14,7 psia (1 bar). Elle dépend néanmoins des conditions météorologiques et peut varier de 1 psi (0,07 bar) en plus ou en moins. Pour que le processus d’étalonnage soit efficace, la pres- sion absolue dans le système d’échantillonnage doit être constante durant l’étalonnage et l’ana- lyse des échantillons. La pression absolue peut être définie comme la pression totale sur un vide parfait. Dans un système d’échantillonnage, il s’agi- rait de la somme de la pression du système telle que mesurée par une jauge et de la pression atmosphérique.


Pour bien comprendre le degré de variation des mesures occasionné par les modifications de pression absolue, nous devons partir de la loi des gaz parfaits :


PV = nRT où P = pression, psia ; V = volume, m3 ;


n = nombre de moles (molécules) ; R = constante universelle des gaz parfaits ; T = température absolue, °F. La reformulation de


cette équation en : n = PV/RT


Cela montre que lorsque la température et la pression varient, le nombre de molécules présentes dans le volume standard change également. Les variations de pression ont davantage d’incidences que les changements de température. Une atmosphère est égale à 14,3 psi. Ainsi, une modification de pression de 1 psi peut faire varier le nombre de molécules dans l’analyseur d’environ 7%. Parallèlement à cela, la température est mesurée sur une échelle absolue, en n’oubliant pas que le zéro absolu est égal à -460°F (- 273°C). Ainsi, une variation de température de 1°F (0,5°C) modifie le nombre de molécules de seulement 0,3% environ. En résumé, il est probable d’obtenir une varia- tion relative (en pourcentage) de pression impor- tante. En revanche, il n’est pas probable d’obtenir une variation relative (en pourcentage) élevée de température. Si la pression est un paramètre à ce point critique, comment la contrôler ? Certains analy- seurs, tout particulièrement à infrarouge et ultra- violet, laissent la pression atmosphérique affecter la lecture, mais procèdent ensuite à une correction électronique. Toutefois, la plupart des analyseurs, y compris la quasi-totalité des chromatographes en phase gazeuse, ne corri- gent pas les variations de pression atmosphé- rique. La majorité des systèmes ne corrigent pas ces variations et la majorité des ingénieurs ou des opérateurs se contentent de les ignorer. Certains pensent que les variations atmosphé- riques ne sont pas significatives. D’autres soutiennent que toutes les variations atmosphé- riques sont compensées par d’autres variables, avec ou sans rapport, qui affectent l’analyseur et que tout se compense. Néanmoins, les varia- tions atmosphériques peuvent être extrême- ment importantes. Supposons par exemple qu’au moment où l’ana- lyseur a été étalonné, la pression atmosphé- rique était de X mais que par la suite, lorsque vous avez introduit le gaz, la pression atmosphé- rique était de X + 1 psi (0,07 bar). La différence entre la valeur mesurée et la valeur attendue peut alors atteindre 7%. Compte tenu des réglementations en matière de respect de l’environnement, la plupart des analyseurs sont désormais équipés de torchères d’élimination ou autres circuits de retour. Étant donné que les variations de pression en ces points affectent la pression en amont de l’analyseur, des systèmes d’évents sont utilisés. Ils sont équipés d’éjecteurs et de régulateurs conçus pour contrôler ces variations.


ESSAI S & SIMULAT IONS  JANVIER, FÉVRIER, MARS 2012  PAGE 22


Page 1  |  Page 2  |  Page 3  |  Page 4  |  Page 5  |  Page 6  |  Page 7  |  Page 8  |  Page 9  |  Page 10  |  Page 11  |  Page 12  |  Page 13  |  Page 14  |  Page 15  |  Page 16  |  Page 17  |  Page 18  |  Page 19  |  Page 20  |  Page 21  |  Page 22  |  Page 23  |  Page 24  |  Page 25  |  Page 26  |  Page 27  |  Page 28  |  Page 29