En quoi consiste un bilan matière en laboratoire ?
Un bilan matière est un processus essentiel en science des matériaux, en chimie, en physique, et dans diverses industries. Elle implique l’analyse et la compréhension des propriétés et du comportement des matériaux. Cette caractérisation peut porter sur une large gamme de matériaux, allant des métaux et polymères aux céramiques et biomatériaux.
Elle est essentielle pour le développement et l’optimisation de nouveaux matériaux, pour le contrôle qualité dans la production, et pour la recherche fondamentale dans la science des matériaux. Elle permet aux scientifiques et aux ingénieurs de comprendre en profondeur les matériaux, de prédire leur comportement dans différentes conditions, et de concevoir des produits adaptés à des applications spécifiques.
Présentation de deux cas clients
C’est ainsi que deux industriels de secteurs différents ont récemment sollicité le laboratoire dans le cadre de :
- Client 1 : Identification de matière sur un joint rond
- Client 2 : Etude pour effectuer un bilan matière de tuyauterie en acier pour évaluer son état de dégradation
Pourquoi faire un bilan matière ?
Un bilan matière est crucial pour optimiser les processus de production, améliorer la rentabilité, assurer la conformité réglementaire, favoriser une gestion environnementale responsable, garantir la qualité des produits, et stimuler l’innovation. Cet outil permet aux entreprises de mieux comprendre et contrôler l’utilisation de leurs ressources, réduisant ainsi les déchets et augmentant l’efficacité globale.
Client 1 : l’identification de matière sur un joint rond
Contexte
Le client a fait appel au laboratoire FILAB dans la cadre d’un besoin de caractérisation de matière sur un joint. Il souhaite confirmer que son joint est en NBR (également appelé caoutchouc nitrile).
Quelle est les technique d’analyse de caractérisation que le laboratoire a décidé de mettre en application pour vérifier la matière du joint dans cette expertise ?
Analyse structurelle par Pyrolyse GC-MS
L’échantillon est placé dans un tube en quartz puis inséré dans la chambre du pyrolyseur et chauffé selon le programme ci-dessous :
- Instantanément, cela occasionne la fragmentation de certaines macromolécules (polymères) et la volatilisation simple des molécules organiques (adjuvants, solvants, monomères résiduels, pollution…) présentes dans l’échantillon.
- Tous ces fragments pyrolytiques et toutes ces molécules volatilisées vont être séparés par la colonne chromatographique, puis identifiés par le détecteur MS (spectrométrie de masse).
- La reconnaissance de fragments pyrolytiques « traceurs » et la comparaison à ceux obtenus avec des matrices connues permet l’identification certaine de la (ou des) matrice(s) polymérique(s) de l’échantillon.
Dans ce cas, elle a été utilisée afin de rechercher des profils de pics pour identifier les matrices constitutives d’un échantillon.
Les résultats obtenus ...
Les analyses approfondies de FILAB ont permis de déterminer avec précision que le joint analysé était bien un joint en NBR. Ces informations ont été essentielles pour comprendre le comportement du joint dans son contexte d’utilisation.
Client 2 : bilan de matière de tuyauterie en acier
Contexte
Dans ce cas, l’objectif de cette étude est d’effectuer un bilan matière sur des tronçons de tuyauterie en acier afin d’évaluer leur état de dégradation.
Analyses mises en place
Afin de mener à bien cette étude, les techniques utilisées sont :
- La Loupe Binoculaire afin de réaliser des observations macroscopiques ;
- La Microscopie Electronique à Balayage à émission de champs couplée à une microsonde EDX (MEB-EDX) afin de réaliser des observations et des analyses chimiques locales semi-quantitatives ;
- La Microscopie Optique afin de réaliser des observations avant et après révélation chimique.
Pour chacun des échantillons, on fait une interprétation sur la zone externe, interne et à cœur. On observe ainsi :
Les résultats obtenus ...
- Pour l'échantillon 1 : en externe que les zones sans revêtement semblent plus impactées. En interne, la corrosion est généralisée. A cœur, aucune corrosion n'est observée. A cœur, aucune corrosion n'est observée
- Pour l'échantillon 2 : en externe que les zones sans revêtement semblent plus impactées. En interne, corrosion généralisée avec des zones plus impactées potentiellement par un phénomène d’érosion. A cœur, aucune corrosion n'est observée. A cœur, aucune corrosion n'est observée
- Pour l'échantillon 3 : en externe que les zones sans revêtement semblent plus impactées. En interne, la corrosion est généralisée. A cœur, aucune corrosion n'est observée
Les analyses approfondies de FILAB ont permis dans cette situation d’établir un bilan détaillé de l’état d’avancement de la corrosion du tuyau.
Conclusion de l'étude
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