Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

Centre de Recherche
en Technologies Industrielles CRTI, ex - CSC

Laboratoire d'analyse des matériaux

Laboratoire d'analyse des matériaux

Présentation :
La diversité, la grande complexité et la technicité des alliages métalliques augmentent la nécessité de vérifier et de contrôler la composition chimique des matériaux tout au long des différentes étapes du processus d'élaboration. C’est pour cette raison, les entreprises sont amenées à faire appel à divers laboratoires pour apporter la preuve de la conformité de leurs produits.
En cours de création, le laboratoire d’analyse des matériaux a pour objectif de développer les différentes méthodes d’analyses physico-chimiques et d’assurer des prestations de service au profil des secteurs socio-économiques dans le domaine des sciences du matériau. L’analyse consiste à déterminer la composition exacte du matériau et de certifier la présence d'une substance (métaux lourds par exemple) ou la présence d'un élément spécifique conforme aux normes en vigueur.
Contact :analab@csc.dz

Les contraintes à la fois de précision et de rapidité d’analyse se sont également imposées. Un laboratoire d’analyse des matériaux est devenu donc au fil du temps l’un des partenaires indispensables de la production. Il permet de rendre accessible aux entreprises la connaissance scientifique, mettre à leur disposition à moindre coût des moyens de recherche et aider les entreprises à résoudre leurs problèmes de fabrication.
Il existe un très grand nombre de méthodes d’analyse. Mais il est important de remarquer ici que la méthode d’analyse correspond à une combinaison choisie des différentes étapes. Il n’existe pas de techniques meilleures que d’autres, mais en fonction du besoin, l’une ou l’autre sera privilégiée. Bien sûr chaque laboratoire, selon ses spécificités et ses missions, sera amené à mettre en œuvre telle ou telle technique plutôt que telle autre.
Missions du laboratoire d’analyse des matériaux
Les efforts du laboratoire d’analyse des matériaux portent sur deux axes principaux à savoir, la recherche, et les activités d’analyse. Ses missions sont :

  • Offrir des prestations analytiques adaptées à la demande des secteurs de production industrielle et aux besoins des collectivités locales et des laboratoires de recherche ;
  • Développer des actions de recherche en collaboration avec le secteur productif et contribuer aux mises au point des méthodes d’analyse répondant à des besoins spécifiques ;
  • Apporter aide et conseil en matière de réglementation, recherches thermique, à l'assurance qualité et au contrôle des matériaux ;
  • La réalisation d'analyses pour les laboratoires extérieurs et les industries ;
  • Prélèvement et préparation des échantillons ;
  • L’utilisation des différentes méthodes d’analyse et de contrôle de la qualité des matériaux ;
  • l’utilisation des méthodes chimiques classiques d’analyse ;
  • Recherche d’une meilleure efficience en proposons un service de qualité avec une réactivité.
Secteurs concernés
L’ensemble des analyses chimiques et physiques au sein du laboratoire d’analyse des matériaux est directement en relation avec des problèmes industriels et génère de nombreuses collaborations, notamment dans les domaines qui utilisent les assemblages :
  • Industrie chimique ;
  • Emballage ;
  • Automobile ;
  • Industrie aéronautique ;
  • Mécanique ;
  • Découpe des matériaux, usinage à grande vitesse ;
  • Génie civile.
Analyse des matériaux par spectrométrie de fluorescence X
D’un point de vue très général, les techniques d’analyse des matériaux peuvent être vues comme la réponse d’un matériau à une excitation. On peut alors classer les techniques de caractérisation selon plusieurs critères. On peut par exemple les classer selon le phénomène physique mis en jeu (optique, électrique, magnétique…) ou bien selon la localisation de l’analyse (en surface, en volume) ou encore selon la nature de l’élément détecté (électron, photon…).
A l’origine, la fluorescence X a été conçue pour l’analyse dans l’industrie chimique mais aujourd’hui on applique cette méthode dans des domaines très divers comme la science des matériaux, l’industrie du pétrole et du charbon, l’industrie du ciment et l’analyse des roches. Ainsi, on l’utilise dans la production de l’acier et pour l’analyse des métaux lourds.
La spectrométrie de fluorescence X est une technique d’analyse multi-élémentaire non-destructive. Cette méthode permet de déterminer avec précision la composition chimique des matériaux (minéraux, métaux, huiles, eau, ciments, polymères, céramiques, verres, glaçures, pierres,...) en éléments majeurs (%) et en éléments traces jusqu’à µg/g-1.
Dans l’industrie des métaux légers par exemple, la fluorescence est souvent utilisée pour la détermination des substances contaminantes dans des produits ultra purs. Dans ce cas, les limites de détection se situent, de 1 à 100 ppm. Mais on peut aussi se servir de cette méthode pour le contrôle continu de la production en déterminant les concentrations des constituants majeurs.
Principe de la technique
Lorsqu’un électron d’une couche interne (E0) est arraché à un atome sous l’effet d’un rayonnement quelconque (photons X ou γ, électrons, ions, protons), un électron d’une autre couche d’énergie supérieure E1 vient immédiatement (10-16 s) prendre sa place en émettant un photon d’énergie (E0 – E1) (Voir figure). C’est le phénomène de fluorescence atomique ou fluorescence X. Les énergies des niveaux électroniques étant caractéristiques des atomes, l’énergie du photon émis le sera tout autant. En analysant le spectre d’émission d’un échantillon après ionisation, on est capable d’identifier les éléments qu’il contient et en prenant les précautions nécessaires, de déterminer leur concentration.
Compte tenu du fait que le rayonnement d’excitation est suffisamment énergétique pour arracher des électrons de cœur, les photons émis lors du processus de fluorescence ont une énergie comprise entre 50 eV et une centaine de keV et une longueur d’onde allant d’un dixième d’Å à 300 Å. La fluorescence X est une technique de choix pour analyse quantitative à l’état de trace, elle offre un très bon rapport pic sur fond continue et une meilleur résolution.


Principe de la fluorescence X

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