Réponse courte : une concentration exacte de gaz d'étalonnage n'est jamais une simple valeur inscrite sur une fiche technique. C'est le résultat d'une chaîne vérifiée : chaque régulateur de débit massique (MFC) est étalonné individuellement en débit par rapport à une référence certifiée NIST, la sortie du diluteur est contrôlée analytiquement sur un analyseur validé, puis le résultat est comparé à celui d'une bouteille certifiée de même concentration. Chaque maillon de cette chaîne doit tenir, et continuer à tenir pendant toute la durée de vie de l'appareil.
Quelle que soit la confiance que l'on accorde à un équipement, elle ne suffit pas lorsqu'il s'agit de matériaux d'étalonnage. « Concentration exacte » est en réalité une façon abrégée de parler de l'exactitude de la concentration du gaz d'étalonnage, et l'exactitude se démontre, elle ne se présume pas.
L'appareil qui produit le gaz d'étalonnage doit être conçu, développé et fabriqué pour être exact en production. C'est indispensable, mais pas suffisant. L'exactitude doit être démontrée, contrôlée et vérifiée tout au long de la vie de l'appareil, et une correction peut s'avérer nécessaire à un moment donné. Chaque étape, de la fabrication aux essais finaux puis à l'utilisation, doit obéir aux mêmes règles.
Quelle technologie permet de générer des gaz d'étalonnage à la demande ?
Les gaz sont préparés in situ, à la demande, par mélange et/ou dilution de gaz purs ou de gaz d'étalonnage certifiés concentrés, au moyen de régulateurs de débit massique (MFC), selon la méthode ISO 6145-7.
La concentration finale ne vaut que par l'exactitude des débits des gaz mélangés. Le mélange lui-même doit ensuite être efficace et ne pas altérer les analytes ou composés jusqu'à leur point de distribution.
Comment l'exactitude du débit est-elle établie sur chaque MFC ?
L'exactitude du débit est assurée par une méthode d'étalonnage des MFC développée en interne. Chaque MFC est étalonné sur le gaz ou le mélange gazeux précis qu'il devra réguler, qu'il s'agisse de gaz purs ou de mélanges préexistants. Cet étalonnage consiste à mesurer le débit au moyen d'un débitmètre volumétrique certifié NIST, sur un maximum de 400 points de consigne de débit, pour chaque gaz et chaque MFC.
Comment la sortie du diluteur est-elle vérifiée analytiquement ?
L'étalonnage métrologique est suivi d'une étape de vérification analytique. Les MFC étalonnés produisent un gaz d'étalonnage envoyé vers un analyseur validé, et les valeurs lues sont comparées aux valeurs attendues. Dans le cas idéal, la pente de cette courbe est de 1,0.
Des étalons gazeux primaires certifiés, préparés par gravimétrie, servent à évaluer les performances du diluteur par rapport à une référence indépendante.
Comment comparer un diluteur à un étalon certifié ?
L'étape finale de vérification croisée consiste à injecter deux gaz d'étalonnage sur le même analyseur, selon la même séquence :
- l'un provenant d'une bouteille certifiée,
- l'autre, à la même concentration nominale, produit par le diluteur à partir d'un gaz certifié concentré.
Les deux valeurs de concentration doivent concorder, dans une marge d'erreur acceptable définie au préalable.
Le tableau ci-dessous présente un exemple réel de cette vérification croisée : trois injections répétées à une concentration de consigne de 794,1 ppm, comparées à la concentration calculée par le diluteur, avec l'écart relatif obtenu pour chaque essai.
Quelle marge d'erreur faut-il prévoir ?
« Concentrations concordantes » est une formule pratique, mais imprécise : deux concentrations générées indépendamment ne coïncideront jamais exactement. Selon l'équipement, les composés concernés, le taux de dilution, la longueur de la ligne d'échantillonnage et d'autres facteurs, une procédure qualité bien conduite définira une marge d'erreur acceptable, généralement comprise entre 0,1 % et 2 % de la concentration visée.
| Concentration de consigne (ppm) | 794,1 | 794,1 | 794,1 |
| Valeur moyenne (mV) | 1571,8 | 1573,7 | 1573,0 |
| Concentration calculée (ppm) | 798,9 | 799,9 | 799,5 |
| Écart relatif (%) | 0,6 | 0,7 | 0,7 |
FAQ
Quelle norme encadre cette méthode de dilution ?
L'ISO 6145-7, méthode de référence pour la préparation de mélanges de gaz pour étalonnage par des techniques de division de débit (méthodes dynamiques utilisant des capillaires ou des orifices critiques/MFC).
Un diluteur de gaz est-il aussi exact qu'une bouteille certifiée ?
Il peut égaler une bouteille certifiée dans une marge d'erreur définie, mais cela doit être démontré sur votre application précise, par l'étalonnage des MFC, la vérification analytique et une comparaison directe avec un étalon certifié, et non présumé à partir de la seule fiche technique.
À quelle fréquence faut-il revérifier l'exactitude ?
L'exactitude doit être contrôlée et vérifiée pendant toute la durée de vie de l'instrument, et pas seulement à la mise en service. Une correction peut s'avérer nécessaire à un moment donné, et la chaîne fabrication/essais/utilisation doit être revalidée périodiquement dans le cadre de votre procédure qualité.
