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La spectrométrie de fluorescence X mesure les rayonnements émis par les éléments exposés notamment à une forte dispersion d’énergie électromagnétique à haute fréquence : du rayon X.
Utilisée pour l’analyse chimique élémentaire, la spectrométrie de fluorescence X convient à la mesure de très faibles concentrations. Ce procédé sert par exemple pour la détection de présence de plomb dans les peintures ou pour déterminer la composition et l’épaisseur des revêtements dans l’industrie du bâtiment.
Pour déterminer la composition élémentaire d’un échantillon, la spectrométrie de fluorescence X utilise deux principaux types de spectromètre :
- Le système à dispersion de longueur d’onde ou WDXRF
- Le système à dispersion d’énergie ou EDXRF.
Prix d’un spectromètre de fluorescence X
Estimation de prix
Entre 9 500 et plus de 33 000 €
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Le prix d’un système de spectrométries de fluorescence X varie de 9 500 à plus de 33 000 €.
L’écart entre les prix se justifie par plusieurs critères dont :
- Le fournisseur
- Les caractéristiques de l’appareil
- Les performances
- La technologie utilisée.
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Prix d’un système à dispersion de longueur d’onde (WDXRF)
Estimation de prix
Entre 9 500 et 13 000 €.
Le prix d’un système à dispersion de longueur d’onde ou WDXRF se situe entre 9 500 et 13 000 €. Pour une comparaison, le prix d'un spectrophotomètre de masse varie également en fonction des caractéristiques et de la technologie utilisée.
Tout spectromètre comporte en effet :
- Une source de rayonnement
- Un système de détection
- Un Ă©chantillon.
Mais dans un spectromètre WDXRF, un tube à rayons X, faisant office de source, irradie directement un échantillon. Le système de détection à dispersion de longueur d’onde mesure par la suite la fluorescence qui provient de l’échantillon.
La réalisation d’une telle analyse requiert une mesure précise de l’intensité des rayons X à différentes longueurs d’ondes : séquentiellement ou simultanément.
Ainsi, la spectrométrie WDXRF présente de nombreux avantages, tels que :
- Une analyse de grande précision
- Une haute résolution, notamment pour les éléments légers
- Des limites de détection basses
Prix d’un système à dispersion d’énergie (EDXRF)
Estimation de prix
Plus de 33 000 €
Le prix d’un système à dispersion d’énergie ou EDXRF avoisine plus de 33 000 €.
Un système de détection à dispersion d’énergie – et non à dispersion de longueur d’onde comme dans un WDXRF – mesure la fluorescence qui provient de l’échantillon. Le détecteur peut mesurer les différentes énergies du rayonnement caractéristique qui proviennent directement de l’échantillon.
Le détecteur peut faire la différence entre le rayonnement de l’échantillon et les rayonnements des différents éléments qui sont présents dans l’échantillon lui-même. Cette distinction s’appelle dispersion.
La spectrométrie EDXRF présente également des avantages indéniables lors de son utilisation :
- Une meilleure résolution du système
- Une analyse élémentaire simultanée
- Un instrument compact
- Une faible consommation Ă©lectrique
- Un minimum d’entretien.
Comment choisir un spectromètre de fluorescence X ?
La différence entre les deux types de spectromètre de fluorescence X porte sur leur système de détection. Pour choisir son appareil, les critères à prendre en compte concernent :
- Le domaine d’utilisation
- La gamme élémentaire de détection
- La résolution
- Le niveau ergonomique de l’appareil
- Les normes relatives Ă la fluorescence X.
En fonction du domaine d’utilisation
Il importe de déterminer :
- Le genre d’élément à détecter
- Les Ă©chantillons Ă analyser.
Il faut définir le type matériaux à analyser :
- Du solide
- Du liquide
- De la poudre.
Le spectromètre de fluorescence X convient :
- À la mesure de très faibles concentrations
- À l’analyse chimique élémentaire
- À la détermination de l’épaisseur et de la composition des revêtements dans l’industrie et le bâtiment.
Ce procédé s’utilise en cas de recherche de méthode non destructive et dans le cadre de différentes activités, telles que :
- La métallurgie
- Les mines
- La pédologie
- L’agroalimentaire
- Le BTP
- La distribution.
En fonction de la gamme élémentaire de détection
Le choix d’un spectromètre de fluorescence X en fonction de sa gamme élémentaire de détection repose sur deux grands principes :
- L’analyse dispersive en longueur d’onde sépare les photons par diffraction grâce à un cristal. Puis un compteur proportionnel à gaz ou un scintillateur les détecte.
- Lors d’une analyse dispersive en énergie, le détecteur trie les photons et détermine leur énergie. Le détecteur est refroidi par azote liquide.
En fonction de la résolution
La résolution du spectromètre consiste en sa capacité à distinguer deux longueurs d’onde rapprochées. Ainsi, si le spectre de l’échantillon présente des pics séparés par une distance d’au moins 0,5 nm, il faudra choisir un spectromètre d’une résolution d’au moins 0,5 nm.
Selon le niveau ergonomique de l’appareil
L’ergonomie d’un tel équipement repose :
- Sur sa taille
- Sur le coût d’achat
- Sur le niveau de pression acoustique engendré
- Sur la vitesse d’analyse
- Sur la plage dynamique
- Sur la stabilité thermique
- Sur sa robustesse.
En fonction des normes en vigueur
Un spectromètre de fluorescence X portable ou fixe doit répondre aux normes en vigueur, dont notamment :
- La norme ISO 9516, portant sur le dosage des minerais de fer
- La norme ISO 14596, prescrivant une méthode de détermination de la teneur en soufre dans les produits pétroliers liquides
- La norme ISO 9001, définissant les critères applicables à un système de management de la qualité
- La norme ASTM C-114, qui concerne la certification des analyses de ciments hydrauliques par spectrométrie de fluorescence X.
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