Thèse soutenue

Developpement d'une methode instrumentale d'analyse de composes chlorofluorocarbones sous forme vapeur dans l'air par spectroscopie resolue dans le temps de plasma induit par laser

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : H. Lancelin
Direction : Jacques Amouroux
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

FR

L'objectif principal de l'etude est de determiner les parametres essentiels conduisant a l'identification des toxiques de guerre et de definir les limites de sensibilite pour tous les atomes susceptibles de permettre leur identification (soufre, phosphore, fluor, chlore, arsenic) par spectrometrie resolue dans le temps de plasma induit par laser. Notre demarche nous a conduit a mettre en place un outil metrologique autour d'un reacteur a l'interieur duquel est simulee une pollution atmospherique sous la forme de molecules chlorofluorocarbonees. Nous avons montre que les transitions spectrales du fluor et du chlore qui offrent la plus grande sensibilite sont respectivement la 3s#4p#5#/#2-3p#4d#0#7#/#2 (1#f: 685,604 nm) et la 4s#4p#5#/#2-4p#4d#0#7#/#2 (1#c#l: 837,594 nm). Apres avoir determine l'intervalle energetique de reproductibilite de la formation du plasma (50-250 mj), nous avons montre que la mesure spectrale sur le plasma presente une excellente reproductibilite. A forte concentration ainsi qu'a faible concentration en cf#4, l'augmentation de l'energie laser permet d'exalter les raies d'emission. Cependant on montre que pour l'analyse quantitative du fluor ou du chlore, le rapport signal sur bruit le plus favorable necessite les plus faibles energies. L'etude spatiale du plasma a revele que la distribution des etats excites est, quel que soit la molecule introduite dans la chambre de mesure, identique aux energies d'excitation pres. Ainsi nous avons demontre que l'optimisation sur une raie d'emission suffit pour determiner la fibre la plus sensible et que la distribution des etats excites au sein du plasma est independante de la molecule etudiee. La resolution temporelle fine montre que la duree de vie des etats excites atomiques ne depasse pas 20 s apres la fin de l'impulsion laser ; la raie principale du fluor etant la moins persistante (8 s) et celle du chlore la plus durable (20 s). En optimisant tous les parametres participant a la formation du plasma et a l'analyse de son spectre pour obtenir le rapport du signal sur le bruit le plus important, nous avons montre que nous pouvions mesurer en moins de 10 secondes jusqu'a 24 ppm de cf#4. D'autre part, sans optimisation temporelle, nous avons trouve une limite de detection pour cf#2cl#2 d'environ 80 ppm sur la raie principale du chlore ; ce qui correspond aux valeurs recherchees pour la detection de l'yperite