Quel spectrophotomètre choisir pour l'analyse de l'eau ?
Un spectrophotomètre permet de mesurer la quantité de lumière absorbée par un échantillon à une longueur d’onde donnée. Les méthodes colorimétriques courantes travaillent dans le visible. D’autres analyses utilisent des longueurs d’onde plus courtes, situées dans le domaine des ultraviolets (UV).
La plage spectrale de l’appareil doit donc couvrir les méthodes prévues sur le poste. D’autres critères entrent également en compte : le nombre d’analyses quotidiennes, les méthodes disponibles dans l’appareil, le stockage des résultats et les accessoires nécessaires à leur réalisation.
L'essentiel de l'article
- Le choix d’un spectrophotomètre part des paramètres à analyser et des longueurs d’onde utilisées par les méthodes.
- Pour une mesure simple dans le visible, avec une méthode déjà définie par l’utilisateur, un PRIM peut suffire. Pour les analyses régulières de la qualité de l’eau, les UviLine intègrent directement des méthodes chimiques préenregistrées.
- L’UviLine 9300 couvre une plage de 320 à 1100 nm. Lorsque la méthode nécessite de travailler sous 320 nm, l’UviLine 9600 étend la plage jusqu’à 190 nm.
- Réactifs, préparation des échantillons, stockage des résultats et accessoires doivent aussi être prévus en fonction de l’organisation du laboratoire.
Que mesure un spectrophotomètre ?
Le spectrophotomètre envoie une lumière à travers l’échantillon et mesure la quantité de lumière absorbée à une longueur d’onde déterminée. Cette mesure, appelée absorbance, peut être utilisée directement ou être reliée à la concentration d’un composé.
En analyse colorimétrique, l’ajout de réactifs provoque généralement une coloration dont l’intensité dépend de la concentration du paramètre recherché. Le spectrophotomètre permet alors d’effectuer une lecture instrumentale de cette coloration plutôt que de l’évaluer visuellement.
Il est également possible de construire une méthode à partir de solutions étalons de concentrations connues afin d’établir la relation entre absorbance et concentration.
Les paramètres couramment suivis dans ce contexte
En laboratoire, la spectrophotométrie est utilisée pour de nombreux paramètres chimiques de l’eau : chlore, fer, manganèse, phosphates, nitrates, nitrites, ammonium ou demande chimique en oxygène (DCO), entre autres.
Les méthodes en tubes proposées pour les UviLine couvrent notamment l’azote total, l’ammonium, la DCO, les nitrates, les nitrites et les phosphates.
Quel spectrophotomètre choisir selon l’usage ?
Pour une application simple dans le visible : un spectrophotomètre généraliste
Lorsqu’un laboratoire connaît déjà sa méthode, sa longueur d’onde de travail et son mode d’étalonnage, un spectrophotomètre visible généraliste peut être suffisant.
Les PRIM Light et Advanced répondent à ce type d’usage. Le PRIM Light permet de travailler en absorbance, transmittance et concentration par facteur ou mono-étalon. Le PRIM Advanced ajoute notamment le multi-étalonnage, la cinétique, les mesures multi-longueurs d’onde et le balayage spectral. Jusqu’à 50 méthodes définies par l’utilisateur peuvent être mémorisées.
La gamme est principalement utilisée dans l’enseignement. Elle peut aussi convenir à certaines applications industrielles simples lorsque le laboratoire dispose déjà de son protocole, par exemple pour mesurer une absorbance à une longueur d’onde définie ou contrôler la coloration d’une boisson comme la bière ou le vin.
Pour l’analyse régulière de l’eau : les UviLine
Pour un laboratoire qui analyse régulièrement plusieurs paramètres de qualité de l’eau, les UviLine sont davantage orientés vers cet usage. Ils intègrent 86 méthodes préenregistrées couvrant 36 paramètres, avec les conditions de mesure associées déjà enregistrées dans l’appareil.
L’opérateur sélectionne le paramètre à analyser, prépare l’échantillon avec les réactifs correspondants puis effectue la mesure. L’appareil applique l’étalonnage lié à la méthode pour convertir l’absorbance en concentration.
Les UviLine disposent également d’un écran couleur, d’une mémoire pour conserver les résultats, de fonctions de calcul et d’accessoires destinés aux analyses en série.
UviLine 9300 ou UviLine 9600 : quel spectrophotomètre choisir ?
Les UviLine 9300 et 9600 partagent le même environnement de travail, mais ils se distinguent principalement par leur domaine spectral.
Spectrophotomètre | Domaine spectral | Usage principal |
UviLine 9300 | 320–1100 nm | Analyses dans le visible, notamment méthodes colorimétriques pour l’analyse de l’eau |
UviLine 9600 | 190–1100 nm | Analyses dans le visible + applications nécessitant des mesures dans l’ultraviolet |
Les deux appareils utilisent un faisceau de référence et disposent d’une bande passante de 4 nm. La plage spectrale constitue donc le principal critère pour les départager.
Pour les laboratoires réalisant des analyses régulières, la capacité de stockage constitue également un critère à considérer. L’UviLine 9300 peut notamment mémoriser environ 5 000 valeurs individuelles, 500 spectres et 400 courbes cinétiques.
Quand choisir l’UviLine 9300 ?
L’UviLine 9300 convient lorsque les méthodes restent dans le domaine visible. Pour un laboratoire qui analyse régulièrement plusieurs paramètres chimiques, il permet de disposer directement des méthodes correspondantes dans l’appareil.
Sa mémoire interne peut stocker environ 5 000 valeurs individuelles, 500 spectres et 400 courbes cinétiques.
Quand choisir l’UviLine 9600 ?
L’UviLine 9600 est à retenir lorsqu’une méthode nécessite de descendre sous 320 nm. Une analyse réalisée à 300, 280 ou 254 nm entre ainsi dans sa plage de mesure, qui s’étend jusqu’à 190 nm.
Quelles analyses nécessitent un spectrophotomètre UV-Visible ?
Que change une mesure réalisée dans l’UV ?
Dans le visible, les méthodes évoquées plus haut utilisent généralement une réaction chimique qui produit une coloration mesurable. Dans l’UV, certaines applications reposent directement sur l’absorption de la lumière par les composés présents dans l’échantillon.
La mesure s’effectue alors à la longueur d’onde définie par le protocole. Lorsqu’il s’agit d’une méthode développée par le laboratoire, les conditions de mesure et l’interprétation sont définies en fonction de l’application.
UV254 : un exemple concret d’application en UV
À 254 nm, la mesure UV254 permet de suivre la fraction de matière organique absorbant dans l’ultraviolet. Cette longueur d’onde, inférieure à 320 nm, nécessite un appareil couvrant le domaine UV, comme l’UviLine 9600.
Le fonctionnement et l’interprétation de cette mesure sont détaillés dans notre article consacré à la surveillance UV254 de l’eau.
Quelles fonctions offrent les UviLine pour les applications scientifiques ?
Au-delà des méthodes chimiques préenregistrées, les UviLine peuvent également être utilisés comme spectrophotomètres de laboratoire pour des applications développées par l’utilisateur.
Ils permettent notamment de travailler en :
- absorbance et transmittance ;
- concentration ;
- multi-longueurs d’onde ;
- balayage de spectre ;
- cinétique.
Un mode spécial permet aussi d’effectuer des calculs à partir de formules mathématiques personnalisables, en intégrant des variables supplémentaires et des conditions de mesure.
Cette flexibilité permet d’utiliser un même appareil aussi bien pour des méthodes d’analyse de l’eau déjà disponibles que pour des travaux plus spécifiques développés par le laboratoire.
Quels réactifs et accessoires prévoir avec un spectrophotomètre ?
Quels réactifs utiliser pour l’analyse de l’eau ?
Le choix des réactifs dépend du paramètre et de la méthode utilisée.
Pour les méthodes UviLine, plusieurs formats sont disponibles :
- réactifs liquides conditionnés en flacons
- réactifs solides sous forme de pilules
- tubes de réactifs prédosés
Les tubes prédosés sont notamment disponibles pour des paramètres comme la DCO, l’azote total, l’ammonium, les nitrates, les nitrites et le phosphore total.
Ils permettent de disposer directement d’une partie des réactifs nécessaires à l’analyse et limitent certaines opérations de préparation.
Les réactifs liquides ou solides restent adaptés aux méthodes réalisées régulièrement lorsque le laboratoire préfère travailler avec des recharges.
Quels équipements prévoir pour la préparation des échantillons ?
Certaines méthodes nécessitent une préparation avant la lecture au spectrophotomètre.
Pour les analyses telles que la DCO, l’azote total ou le phosphore total en tubes prédosés, une étape de digestion peut nécessiter l’utilisation d’un réacteur chauffant.
Le poste d’analyse doit également être équipé des consommables nécessaires au protocole :
- pipettes
- supports pour tubes
- pinces
- cuves
- verrerie adaptée
Lorsque de nombreux échantillons sont traités, une pipette automatique permet également de faciliter les manipulations répétitives.
Comment faciliter les analyses en série ?
Les UviLine peuvent recevoir plusieurs accessoires destinés à automatiser ou faciliter les analyses.
Le système Quick-lock permet notamment d’installer :
- un passeur automatique de cuves 5+1
- un Sipper, permettant l’aspiration de l’échantillon
- un porte-cuve universel
- un porte-cuve thermostaté par effet Peltier
Ces équipements deviennent particulièrement intéressants lorsque le laboratoire réalise des séries importantes ou lorsque les conditions de mesure doivent être mieux contrôlées.
Choisir un spectrophotomètre adapté aux analyses du laboratoire
Pour une mesure ponctuelle selon un protocole déjà défini, un spectrophotomètre visible généraliste peut répondre au besoin. Les laboratoires qui réalisent régulièrement des analyses de l’eau peuvent privilégier les méthodes préenregistrées des UviLine, en choisissant la plage spectrale selon les applications prévues.
En France comme à l’international, les équipes Aqualabo conseillent les laboratoires, exploitants et industriels dans le choix de leurs spectrophotomètres, réactifs et accessoires, en fonction des méthodes d’analyse utilisées.
Vous avez un projet d’équipement ou souhaitez faire évoluer votre matériel d’analyse ? Contactez nos équipes pour échanger sur vos besoins.
