II. Méthodes d'analyse et de détection de la
pollution atmosphérique
Il existe plusieurs méthodes
d'analyse utilisées pour la détection de la pollution, on peut
citer :
Ø Spectroscopie d'Absorption Atomique (AAS) ;
Ø Analyse par Activation Neutronique (NAA) ;
Ø Technique d'Émission X Induite par Particules
Chargées (PIXE) ;
Ø Spectrométrie par fluorescence X où XRF
(X-Ray Fluorescence),... etc.
Parmi les déférentes techniques existantes, nous
détaillons dans ce chapitre la technique de Spectrométrie par
fluorescence X où XRF qui sera l'objet d'analyse dans la partie pratique
de ce travail.
II-1- La Spectrométrie par fluorescence X
où XRF (X-ray Fluorescence) :
Par rapport aux autres techniques d'analyses, comme la
Spectroscopie d'Absorption Atomique (AAS), Spectroscopie du Plasma
Couplée par Induction (ICPS) et Analyse par Activation Neutronique
(NAA), la Spectrométrie par fluorescence X (XRF) présente
l'avantage d'être non-destructive, multiéléments, rapide et
d'avoir un coût bas (BENCHIKH L. et GHEZALI., 1995) .
En plus, cette technique fournit une limite de
détection uniforme sur une large région du tableau
périodique et, elle est applicable dans un large intervalle de
concentrations, de 100% jusqu'à quelques parties par million (ppm)
(AZBOUCHE A., 2004).
Le principal désavantage est que les analyses sont
généralement restreintes aux éléments plus lourds
que le fluor.
II.1.1. Définition de la XRF
C'est une méthode d'analyse
utilisée pour la détection et la quantification des
éléments présents dans des échantillons liquides,
solides ou en poudre. Elle permet de doser tous les éléments dont
le numéro atomique « Z » supérieur ou
égal à 13 (ARABI M., 1997).
II.1.2. Domaine d'utilisation de la XRF
Les domaines où la technique XRF peut être
utile sont évidemment très nombreux et variés. Elle est
plus utilisée dans l'analyse des échantillons biologiques :
La matrice biologique est principalement composée de matériaux
organiques, les éléments majeurs sont des éléments
légers, qui ne donnent aucun signal dans un spectre X (AZBOUCHE
A., 2004).
Les domaines d'applications sont regroupés en sept
catégories : L'analyse de matériaux (état solide,
polymères,...etc.), la biomédecine (échantillons d'origine
humaine animale ou végétale), l'archéométrie
(objets d'art ou archéologiques), les géosciences (environnement,
géologie), les aérosols, les articles techniques et les
différentes applications ponctuelles (AZBOUCHE A., 2004).
II.1.3. Principe de la technique
Le principe de la fluorescence X est montré par la
figure 2 :
Ø Un électron des couches internes est
excité par un photon de la région des rayons X.
Ø Pendant le processus de désexcitation, un
électron saute d'un niveau d'énergie supérieur pour
remplir la lacune ainsi formée. La différence d'énergie
entre les deux couches apparaisse comme un rayon X émis par l'atome.
Ø Le spectre des rayons X accumulé pendant ce
processus révèle un certain nombre des pics
caractéristiques. Les énergies des pics nous permettent
d'identifier les éléments présents dans
l'échantillon (analyse qualitative), tandis que les intensités
des pics fournissent la concentration relative ou absolue (analyse
semi-quantitative ou quantitative).
Ø Un système typique pour la
spectrométrie XRF contient une source de radiation primaire (d'habitude
un radio-isotope ou un tube X) et un équipement pour la détection
des rayons X secondaires.
Figure 2 : Principe de la spectroscopie par
fluorescence X.
II.1.4. Excitation avec les rayons X émis par
les isotopes radioactifs
L'irradiation de l'échantillon se fait d'habitude avec
une source radioactive. L'énergie de la radiation primaire doit
être plus grande, mais proche de l'énergie de liaison des
électrons des couches K ou L de l'atome excité.
Les sources radioactives utilisées habituellement
sont : Fe-55, Co-57, Cd-109 et Am-241. Elles
émettent des rayons X avec des énergies bien définies
et, par conséquence, avec ces sources on peut exciter seulement un
nombre limité d'atomes. Pour analyser un nombre plus grand
d'éléments, il faut utiliser une combinaison de sources
radioactives.
Source : Centre de recherche nucléaire d'Alger.
Figure 3 : Le dispositif de la XRF avec une
source d'excitation
| 
