Maintien des étalons de référence

L'objectif est de maintenir un bon niveau de performances métrologiques pour les étalons de
référence SO2, NO, NO2, CO, O3 et BTEX (benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes) utilisés pour
titrer les étalons des AASQA, afin de pouvoir continuer à produire des prestations de qualité.
La première partie de l'étude a consisté à faire une synthèse des actions menées pour maintenir
l'ensemble des étalons de référence afin de pouvoir réaliser les étalonnages prévus dans l’étude
« Maintien et amélioration des chaînes nationales d’étalonnage » de novembre 2012.
La deuxième partie a porté sur le développement d'un étalon et d'une méthode de référence pour
raccorder les mélanges gazeux de formaldéhyde qui pourraient être ensuite utilisés par les
AASQA pour régler des analyseurs placés principalement sur des sites industriels.
La première étape réalisée en 2008 a consisté à mettre en place un banc de perméation pour
pouvoir générer des mélanges gazeux de référence de formaldéhyde.
La deuxième étape commencée début 2009 portait sur le développement d'une méthode de
référence pour analyser des mélanges gazeux de formaldéhyde à partir des mélanges gazeux de
référence de formaldéhyde générés par perméation. Fin 2008, le LNE s'était équipé d'un
chromatographe en phase gazeuse GC450 VARIAN comprenant un méthaniseur et une détection
FID. L'ensemble des essais réalisés en 2009 avec cet appareil n'avait pas permis d’arriver à une
solution satisfaisante pour l’analyse du formaldéhyde à basse concentration.
Par conséquent, l’appareil avait été repris en décembre 2009 par le fabricant qui a remboursé le LNE
(remboursement au prix d'achat de l'appareil).
L'objectif de l'étude menée en 2010 était de réaliser une bibliographie sur les moyens analytiques
pouvant être utilisés pour faire les analyses de formaldéhyde. Les recherches bibliographiques ont
montré que seul le spectromètre CW-QCL de la société Aerodyne Research présentait les
performances requises en terme de répétabilité et de sensibilité. Ce spectromètre constitué d’un laser
à cascade quantique permet de travailler en ondes continues (CW) à température ambiante,
augmentant ainsi la précision par comparaison à des lasers pulsés. La configuration de ce
spectromètre est classique : en effet, il est constitué d’un laser, d’une cellule à long trajet optique et
d’un détecteur infra-rouge (MCT) refroidi par effet Peltier. Cet appareil a été acheté en septembre
2010 et a été livré en juillet 2011.
Les essais menés en 2011 ont porté sur la prise en main du nouvel appareil (CW-QCL de la société
Aerodyne Research), plus complexe que les analyseurs classiques, et sur la réalisation d’essais
préliminaires.
L’étude des paramètres modifiables montrait que la pression et le débit du flux gazeux dans la cellule
de mesure n’avaient pas d’influence significative sur la mesure du formaldéhyde. De plus, les
premiers essais avaient conduit à une répétabilité et à une reproductibilité de l’analyseur correctes.
L’étude menée en 2012 a permis de développer une méthode d’analyse du formaldéhyde dans l’air
ou l’azote basée sur la mise en oeuvre du spectromètre CW-QCL. La méthode développée consiste à
régler ce spectromètre avec un mélange gazeux de référence de formaldéhyde généré par
perméation. Une fois réglé, le mélange gazeux à analyser est injecté dans le spectromètre et sa
concentration en formaldéhyde est mesurée.
Le domaine d’utilisation de la méthode d’analyse est compris entre de 7 et 50 nmol/mol, ce qui est en
adéquation avec les valeurs des mesures effectuées dans l’air ambiant. L’incertitude élargie (k=2) sur
les résultats d’analyse est au maximum égale à 10 % de la concentration analysée. Les composantes
majoritaires de l’incertitude sont les écarts-types de répétabilité des mesures ainsi que la non linéarité
de l’appareil. (...)