Procede d'identification et d'analyse de polluants en milieu gazeux et sur cible, par spectroscopie de plasma induit par laser

Identification and analysis process of pollutants in gas phase and on target, by laser induced breakdown spectroscopy

• Auteur / Autrice : LAURENS DUDRAGNE
• Direction : Jacques Amouroux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

L'objectif de notre etude est la detection de toxiques chimiques, en phase gazeuse et sur cible solide, a travers l'identification et la quantification des elements fluor, chlore, soufre, phosphore et carbone, par spectroscopie de plasma induit par laser (trelibs). En phase gazeuse, nous montrons que les raies atomiques qui offrent les meilleures sensibilites s'etendent sur deux plages spectrales distinctes, de 240 a 260 nm (c, p) et de 680 a 930 nm (f, cl et s). L'optimisation des parametres de formation du plasma et d'acquisition de spectre, dans le but d'obtenir des rapports signal sur bruit maximaux, a conduit a definir un protocole commun d'analyse, ou seul le delai tir/acquisition varie d'un element a l'autre. Actuellement, les limites de detection sont comprises entre 2 et 100 ppm (g/g) pour les elements fluor, chlore, carbone, et superieure a 1000 ppm pour le soufre. En plus des possibilites d'analyse elementaire, nous montrons que la trelibs permet d'evaluer les rapports stchiometriques entre atomes dans une molecule, donc de proposer une formule moleculaire partielle du polluant mis en jeu. Les resultats d'analyse de gaz ont conduit a l'etude des possibilites de la methode en analyse de cible. Nous avons etudie les parametres de generation du plasma et d'acquisition de spectre dans le but de trouver les points de fonctionnement de l'appareillage. Les resultats obtenus sur des cibles polymeres contenant du fluor et du chlore montrent des formes et des dimensions de plasmas differentes d'un materiau a l'autre. Neanmoins, quel que soit l'element, les conditions de detection optimales sont obtenues pour une observation du plasma proche de la surface de la cible, l'utilisation d'une focale de lentille importante et une energie de pulse laser d'environ 100 mj. L'approche quantitative montre que la methode d'analyse est rapide, reproductible et quasi non destructive. Elle permet d'envisager des applications industrielles : controle qualite, analyse de dechets,