Article paru LIBS* L'analyse chimique sort du laboratoire
Une seule seconde pour identifier à distance les éléments constitutifs d'un solide, d'un liquide ou d'un gaz, et déterminer leur concentration : c'est la performance réalisée par la LIBS, une technique d'analyse jusqu'ici réservée aux laboratoires qui se prête désormais à de multiples applications industrielles. Le CEA est en première ligne, avec l'appui d'une société d'instrumentation.
Effectuer un tir laser sur un matériau pour en vaporiser quelques micromètres cubes et créer un plasma, analyser la signature spectrale de ce plasma avec un spectromètre, en déduire instantanément la nature et la concentration des éléments présents : c'est le principe de l'analyse physico-chimique par ablation laser, ou LIBS. Etudiée par de nombreux laboratoires de recherche, elle est en passe de conquérir nombre d'applications industrielles.
Les scientifiques, en particulier au CEA, en ont maîtrisé peu à peu les subtilités : quel laser et quelle longueur d'onde choisir ? comment focaliser le faisceau ? à quel moment le plasma est-il le plus "lisible" ? Des études ont été poussées assez loin avec des industriels : ainsi, le CEA a collaboré avec Péchiney, l'IRSID, la Cogema "Il ne manquait que des lasers et des spectromètres plus compacts, plus flexibles, moins coûteux, estime Patrick Mauchien, expert de cette technique au CEA. Désormais, le marché les propose."
Le récent accord conclu avec une société d'instrumentation témoigne de cette émergence. Détentrice de licences sur les brevets CEA, DMF Action relaiera les études spécifiques menées par le laboratoire pour des industriels, et développera pour leur compte des matériels adaptés. "Pour nous, l'une des applications phares sera le contrôle de procédé en temps réel, grâce à l'association de la LIBS avec une boucle d'asservissement, estime Dominique Gallou, gérant de la société. Nous pensons aussi au contrôle de matières premières, à la détection de polluants ou de toxiques, au suivi de produits dangereux ou manipulés à haute température "
Par rapport à d'autres méthodes d'analyse, la LIBS possède de nombreux atouts : analyse à distance (laser et spectromètre à plusieurs mètres de l'échantillon en tir direct, bien davantage avec une fibre optique), sur corps solides, liquides ou gazeux, sans préparation d'échantillon ; mesure possible quelle que soit l'atmosphère ambiante ; même efficacité sur des objets immobiles ou en mouvement, car le tir et l'analyse du plasma prennent à peine quelques microsecondes ; enfin, résultats disponibles en temps réel.
La LIBS est une méthode d'analyse générique, mais sa mise en œuvre pour une application donnée passe par une adaptation du matériel et du mode opératoire. "Notre valeur ajoutée réside dans la connaissance des interactions laser-matière : nous sommes capables d'optimiser l'analyse pour chaque cas de figure" explique Patrick Mauchien. DMF Action pourra alors développer un appareil spécifique en 3 à 6 mois, pour un coût compris entre quelques dizaines et une centaine de milliers d'euros. A comparer au prix d'analyses successives menées pendant des années, et aux rebuts générés par les dérives de procédé non détectées, donc non corrigées en temps réel : "le bénéfice sera évident en termes de qualité, de sécurité et d'environnement" estime Dominique Gallou.
* Laser induced breakdown spectroscopy
