Durée de conservation des gaz d'étalonnage garantie pour les équipements de mesure des émissions

Solutions stables pour les mélanges de gaz réactifs et corrosifs

Les mélanges tels que le chlorure d'hydrogène (HCI), le fluorure d'hydrogène (HF), le formaldéhyde (CH₂O), l'ammoniac (NH₃) et le dioxyde d'azote (NO₂) sont fortement réactifs et corrosifs. Il est donc particulièrement difficile de les produire, de les stocker et de les utiliser correctement...

« En raison de leur nature très réactive, ces molécules peuvent déjà réagir avec de très petites impuretés, ce qui affecte négativement la stabilité des mélanges », explique Jack de Jong, expert international chez Air Liquide. « Et cela se traduit par une durée de conservation plus courte. »

Une stabilité garantie des gaz d’étalonnage

« Les mélanges gazeux contiennent des composants réactifs en faibles concentrations qui peuvent réagir avec l'humidité et l'oxygène, ainsi qu'avec la surface interne de la bouteille. Cela entraîne une dégradation et, à terme, le mélange ne répondra plus à ses spécifications initiales. Des industries telles que les incinérateurs de déchets et les cimenteries utilisent néanmoins ces mélanges pour étalonner leur équipement de mesure des émissions afin de satisfaire aux exigences légales. »

Hors, la probabilité que des molécules réagissent dépend du matériau de la bouteille, de sa propreté, de la réactivité de la surface interne de la bouteille et de la réactivité des composants du mélange entre eux. Cela signifie que de nombreuses variables différentes doivent être contrôlées. 

C'est la raison pour laquelle Air Liquide réalise des études de stabilité approfondies, tant en interne qu’en externe, notamment en collaboration avec les instituts nationaux de métrologie. De plus, Air Liquide a investi pendant des années dans des études de R&D visant à optimiser les configurations des bouteilles et des robinets. Bien que ces optimisations améliorent considérablement la fiabilité, elles doivent être complétées par des techniques spécifiques de traitement des bouteilles pour obtenir le meilleur résultat possible.

Un traitement des bouteilles qui garantit une haute pureté, sans contamination

« Il n'existe pas d'approche universelle en matière de passivation des bouteilles.  C'est pourquoi nous avons développé une gamme de solutions, qui peuvent être appliquées en fonction des différents composants et des concentrations. Ainsi, pour une concentration de 100 ppb, nous utilisons une approche différente de celle utilisée pour une concentration de 100 ppm. Le point de départ consiste à éliminer toute trace d'humidité et d'oxygène, ainsi que d'autres molécules chimiques susceptibles de réagir avec le composant. On pourrait dire que nous voulons rendre la bouteille ‘transparente’ pour le mélange. Nous évitons ainsi la contamination du mélange et prolongeons sa durée de conservation ».

Le programme de traitement des bouteilles d'Air Liquide comprend différentes techniques de traitement que nous appliquons en fonction des composants et de leur concentration, comme la mise sous vide, le traitement thermiqu, le polissage interne, la gravure et l’application d’un revêtement dans la bouteille en vue de modifier chimiquement la surface interne. Ces solutions sont proposées sous les marques Aculife et AlphaTech.

« Nous disposons en outre d'un système de suivi et de gestion des bouteilles qui nous permet d’utiliser exclusivement des bouteilles dont nous connaissons exactement le mélange précédemment contenu. Nous pouvons alors réutiliser les bouteilles pour la même application et éviter une éventuelle contamination. Dernier point, mais non des moindres, le robinet de la bouteille est spécialement conçu pour empêcher la pénétration de molécules indésirables ».

La combinaison de toutes ces mesures de précaution et options de traitement garantit que le mélange reste précis et stable tout au long de sa période de conservation. Il n'est pas surprenant qu'Air Liquide soit l'un des principaux fournisseurs de bouteilles traitées pour les instituts nationaux de métrologie. L'Institut national de métrologie VSL aux Pays-Bas, par exemple, utilise le traitement des bouteilles Aculife d'Air Liquide pour garantir la stabilité de nombreux matériaux de référence primaires (MRF) qu'il produit.

Les durées de conservation sont performantes et réalistes

« Les durées de conservation annoncées pour les mélanges – jusqu'à 10 ans – sont souvent exagérées. L'idée sous-jacente est que de telles affirmations prouvent le niveau de savoir-faire du producteur du mélange. Mais en réalité, les revendications extrêmes en matière de durabilité impliquent inévitablement des compromis sur la fiabilité. »

« Air Liquide adopte une approche différente et propose une durée de conservation de trois ans dans la plupart des cas, étayée par des données scientifiques. Et ce, de manière cohérente dans le monde entier. Une durée de conservation de trois ans offre le meilleur compromis en termes de prix et de durée d'utilisation, tout en garantissant la stabilité du mélange. C'est également l'avis de la plupart de nos clients, parmi lesquels plusieurs instituts nationaux de métrologie », ajoute Jack.

« Nombre de nos clients considèrent notre étroite collaboration avec des instituts de métrologie, tels que l'Institut national de métrologie VSL aux Pays-Bas, comme une sorte de label de qualité. Nous utilisons les matériaux de référence provenant des instituts de métrologie, tandis que ces derniers utilisent nos gaz et nos bouteilles traitées. Cela fonctionne donc dans les deux sens. »