Analyse thermogravimétrique par ATG, ATG-FTIR et ATG-MS en laboratoire

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L’analyse thermogravimétrique (ATG) est une technique de caractérisation des matériaux, permettant d’observer des phénomènes tels que la décomposition ou l’oxydation.

FILAB la met au service des industriels pour évaluer la stabilité thermique, analyser la composition et garantir un contrôle qualité fiable.

Vos besoins : réaliser une analyse thermogravimétrique (ATG) de vos matériaux

Qu'est-ce qu'une analyse thermogravimétrique (ATG) ?

L’analyse thermogravimétrique, également appelée analyse ATG, est une technique de caractérisation thermique.

L’analyse ATG consiste à mesurer la variation de masse d’un échantillon lorsqu’il est chauffé. Cette technique permet d'étudier avec précision le comportement thermique de nombreux matériaux,  tels que les polymères, plastiques, et peintures.

Principes de l’ATG

En soumettant un échantillon à un programme de chauffage contrôlé, l’analyse ATG mesure les pertes ou gains de masse associés à des phénomènes tels que la décomposition, l’oxydation, la vaporisation ou encore la désorption
Ces données sont essentielles pour mieux comprendre la stabilité thermique, la composition ou encore la teneur en résidus d’un matériau.
L’analyse thermogravimétrique fournit des données clés sur la performance des matériaux à haute température et leur évolution dans des conditions spécifiques.

Nos solutions d'analyse ATG, ATG-FTIR ou ATG-MS en laboratoire, des équipements de pointe pour caractériser vos matériaux

Le laboratoire FILAB dispose d’un parc analytique complet et varié. Cela nous permet d’accompagner les industriels dans l’expertise ATG et ATG-FTIR de leurs matériaux (polymères, composites…).

Le laboratoire FILAB propose des analyses sur-mesure en fonction des besoins spécifiques de ses clients. Nos experts sont à votre disposition tout au long du cycle d’analyse afin de vous accompagner au mieux, jusqu’à la restitution des résultats. Nos experts peuvent également vous proposer des alternatives correctives durables. 

Le laboratoire FILAB est aussi en mesure de former vos équipes à la technique ATG (TGA).

Objectifs analytiques de l’analyse thermogravimétrique ATG

L’analyse thermogravimétrique ATG permet de caractériser le comportement thermique et la composition des matériaux pour répondre aux objectifs suivants :

  • déterminer les températures caractéristiques (évaporation, décomposition, combustion)
  • quantifier les pertes de masse (eau, solvants, composés volatils)
  • évaluer la composition (charges, résidus, fraction organique/minérale)
  • analyser les mécanismes et cinétiques de dégradation thermique
  • comparer des matériaux ou des lots en contrôle qualité

Nos moyens techniques : ATG et couplage analytique

Le couplage analytique implique la combinaison de l’ATG avec une ou plusieurs autres techniques d’analyse pour obtenir des informations complémentaires sur l’échantillon étudié. Le principe est basé sur l’utilisation simultanée de différentes méthodes pour analyser les mêmes échantillons sous les mêmes conditions, permettant ainsi une analyse plus approfondie des propriétés et des réactions de l’échantillon lorsqu’il est soumis à des variations de température.

L’ATG peut être couplée (ATG-MS et ATG-FTIR) avec d’autres méthodes analytiques :

 

avec la Spectrométrie de Masse (MS), ce qui permet l'analyse des gaz émis lors de la décomposition thermique de l'échantillon. Ce couplage ATG-MS peut identifier la composition des produits gazeux libérés.

avec la Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FTIR), qui permet une analyse des gaz et vapeurs émis. Le couplage ATG-FTIR fournit des informations sur la structure chimique des produits dégagés.

Ainsi, l’ATG couplée enrichit significativement l’analyse thermogravimétrique en ajoutant des dimensions chimiques détaillées aux données sur les changements de masse.

Les avantages de l'ATG

Précision et sensibilité de l’analyse ATG

L’analyse thermogravimétrique (ATG) se distingue par sa haute sensibilité et sa précision dans la détection des variations de masse. 

Elle permet notamment d’identifier les pertes de masse liées à des phénomènes tels que la déshydratation, la décomposition, l’oxydation, ou d’autres réactions chimiques et physiques affectant les matériaux.

Maîtrise des conditions d’analyse

L’ATG offre un contrôle thermique précis, rendant possible des analyses dans un large éventail de températures. 

Elle permet également d’adapter l’atmosphère d’analyse (inerte, oxydante, réductrice, etc.) en fonction des contraintes industrielles, afin d’étudier le comportement des matériaux dans leurs conditions réelles d’utilisation.

Des analyses thermogravimétriques adaptées à vos matériaux

Analyse thermogravimétrique polymère

L'analyse thermogravimétrique des polymères permet de caractériser leur comportement thermique, notamment leur stabilité, leur température de décomposition, et leur taux de résidu. Ce type d'analyse permet de comprendre la performance des polymères dans des conditions extrêmes et d’optimiser leur formulation en fonction des applications industrielles. FILAB offre des services d'analyse thermogravimétrique pour différents types de polymères, aidant ainsi les fabricants à garantir la qualité et la durabilité de leurs matériaux.

Analyse thermogravimétrique peinture

L'analyse thermogravimétrique de la peinture est utilisée pour évaluer la composition et la stabilité thermique des revêtements. Cette analyse permet de déterminer la teneur en résines, en pigments, et en solvants, ainsi que de vérifier la qualité et la durabilité des peintures sous l'effet de la chaleur. FILAB propose des services d'analyse thermogravimétrique adaptés aux besoins des industries de la peinture et du revêtement, aidant ainsi à optimiser les formulations et à garantir la performance des produits finis.

Analyse thermogravimétrique plastique

L'analyse thermogravimétrique des plastiques permet de caractériser les propriétés thermiques et de décomposition. Cette analyse permet d’identifier la composition des plastiques, évaluer leur stabilité thermique, et déterminer leur taux de décomposition. Chez FILAB, nous offrons des analyses thermogravimétriques ATG, y compris les plastiques techniques et les plastiques de grande consommation, fournissant des informations précieuses pour l'amélioration des processus de production et le développement de nouveaux matériaux.

Analyse thermogravimétrique du PET

L'analyse thermogravimétrique du PET (polyéthylène téréphtalate) est une technique indispensable pour évaluer la stabilité thermique de ce plastique largement utilisé dans les industries de l'emballage et des fibres textiles. Cette analyse permet de déterminer la température de dégradation, la teneur en additifs, et le comportement sous l'effet de la chaleur du PET. Le laboratoire FILAB propose des services spécialisés pour l'analyse thermogravimétrique du PET, aidant ainsi les entreprises à garantir la qualité et la conformité de leurs produits.

En savoir plus

ATG ou DSC : quelles différences d’approche ?

L’analyse ATG mesure les pertes de masse d’un matériau en fonction de la température, tandis que la DSC (analyse calorimétrique différentielle) évalue les flux de chaleur associés aux transitions thermiques. L’ATG est privilégiée pour étudier la composition, la décomposition ou la stabilité thermique, alors que la DSC s’impose pour des mesures quantitatives d’enthalpie.

ATG et ATD : sont-elles complémentaires ?

Oui, l’ATD et l’ATG apportent des informations différentes mais complémentaires. L’ATD met en évidence les réactions thermiques (fusion, cristallisation, transitions de phase), tandis que l’ATG quantifie les variations de masse liées à des phénomènes comme la décomposition ou l’évaporation. Utilisées ensemble, elles offrent une vision globale du comportement thermique d’un matériau.

ATG ou TGA : est-ce la même chose ?

L’ATG permet de valider la stabilité thermique, de contrôler la teneur en résidus, ou encore d’optimiser des formulations (teneur en charges, solvants, humidité…). C’est une méthode essentielle pour les industriels cherchant à sécuriser leur production, maîtriser leurs matières premières ou vérifier la conformité de leurs produits finis.

FAQ

ATG ou TGA : est-ce la même chose ?

Oui. L’ATG (Analyse ThermoGravimétrique) et la TGA (ThermoGravimetric Analysis) désignent exactement la même technique. La première est l'acronyme français, la seconde anglaise. Dans les deux cas, il s'agit d’observer la variation de masse d’un échantillon en fonction de la température ou du temps.

Quelles sont les différences entre les analyses : ATG ou ATG-MS ou ATG-FTIR

Il existe trois analyses thermogravimétriques couramment utilisées : ATG, ATG-MS et ATG-FTIR. Chacun de ces types d'analyse possède ses propres avantages et inconvénients, ainsi qu'une liste d'applications et de cas d'utilisation courants. 

L'analyse thermique différentielle (ATG), aussi appelée thermogravimétrique, est une technique couramment utilisée en caractérisation des matériaux pour étudier les propriétés thermiques et la stabilité des échantillons. Il existe deux types d'analyse ATG couplée qui peuvent fournir des informations plus précises sur la caractérisation des échantillons :

  • ATG-MS (spectrométrie de masse) permet l'identification des gaz émis lors de la décomposition thermique.
  • ATG-FTIR (spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier) permet l'identification des produits de décomposition solides. En identifiant chaque composant spécifique des mélanges complexes, ces différentes analyses ATG offrent une plus grande précision et une meilleure compréhension des matériaux.

Ainsi, en couplant cette technique ATG à la FTIR (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier IRTF) ou à la spectrométrie de masse (ATG-MS), il est possible d’identifier chimiquement les pertes de masse, les gaz dégagés ou les produits de dégradation lors du cycle thermique.

Pourquoi réaliser une analyse ATG en laboratoire ?

Réaliser une analyse thermogravimétrique ATG en laboratoire permet d’obtenir des informations précises sur la composition, la structure et la stabilité thermique d’un matériau.

Cette expertise ATG est particulièrement utile pour :

  • le contrôle qualité des matières premières et produits finis
  • l’identification de matériaux inconnus
  • l’étude du comportement thermique et des mécanismes de dégradation

L’analyse ATG est ainsi largement utilisée dans des secteurs industriels exigeants nécessitant une caractérisation fine des matériaux.

Quels matériaux peuvent être analysés par ATG ?

L’analyse ATG s’applique à de nombreux matériaux : polymères, composites, produits chimiques, poudres ou solides. Au laboratoire FILAB, nos équipements ATG s’adaptent à chaque matrice.

Comment interpréter les résultats d’une analyse thermogravimétrique?

L'analyse thermogravimétrique est une méthode couramment utilisée pour identifier la quantité d'une substance et sa nature, à partir de la variation de sa masse en fonction de la température. 

Pour l’interprétation des résultats, il est essentiel de connaître les différentes étapes de la dégradation thermique de la substance analysée et de déterminer les températures de transition, qui sont atteintes tout au long de la courbe de variation de masse. 

Avec une bonne compréhension des principes clés, l'analyse thermogravimétrique peut fournir des informations précieuses pour aider à optimiser les processus, évaluer les matériaux et identifier les mécanismes de dégradation.

Les applications de l’analyse thermogravimétrique

L’analyse thermogravimétrique est une méthode d’analyse de matériaux courante. Elle est privilégiée surtout dans les industries chimiques et pharmaceutiques. 

Les applications fréquentes de l’analyse thermogravimétrique comprennent l’évaluation de la stabilité thermique de polymères, la caractérisation des processus de combustion de matériaux organiques et la détermination des mécanismes de décomposition des composés de la biodégradation.

Les résultats de ces analyses sont précieux pour la compréhension des propriétés des matériaux et leur utilisation optimale dans les applications industrielles. 

Quels sont les avantages du couplage analytique ATG ?

Le couplage de l'Analyse Thermogravimétrique (ATG) avec d'autres techniques analytiques offre de multiples avantages. 

  • Analyse complète : Le couplage offre une vue d'ensemble des changements physiques et chimiques qui se produisent dans l'échantillon.
  • Identification des gaz : Les techniques couplées peuvent identifier les gaz émis lors de la décomposition thermique.
  • Compréhension des réactions : Il aide à comprendre les mécanismes de dégradation et les réactions chimiques se produisant à différentes températures.

Ainsi, l’ATG couplée enrichit significativement l'analyse thermogravimétrique en ajoutant des dimensions chimiques détaillées aux données sur les changements de masse.

Pourquoi réaliser une analyse thermogravimétrique par ATG ?

Les résultats obtenus par analyse ATG permettent d’identifier les températures d’évaporation, de désorption, de décomposition ou de combustion du matériau étudié. Cette analyse permet ensuite d’identifier des propriétés thermiques comme  : 

  • transitions de phase
  • stabilité thermique
  • composition chimique
  • mécanique des surfaces 
  • ou encore la réactivité

Ainsi, cette méthode est très utile pour la compréhension des mécanismes de dégradation thermique des polymères par exemple. Elle est largement utilisée dans l’industrie pour améliorer la qualité et la stabilité des produits, ainsi que pour la recherche de nouveaux matériaux de l’univers de la plasturgie notamment. Le laboratoire FILAB vous propose son expertise pour l’analyse par ATG de vos matériaux afin d’obtenir les résultats adéquats à vos problématiques.

Quelles sont les applications de l’analyse thermogravimétrique ATG ?

L’analyse thermogravimétrique ATG est utilisée dans de nombreux secteurs industriels pour caractériser les matériaux.

Applications courantes :

  • évaluation de la stabilité thermique des polymères
  • détermination de la teneur en charges ou en humidité
  • étude des mécanismes de dégradation thermique
  • analyse de résidus ou de cendres

Ces analyses sont réalisées en laboratoire d’analyse ATG pour répondre à des problématiques de qualité, de conformité ou de développement produit.

Comment interpréter les résultats d’une analyse thermogravimétrique ?

L’interprétation d’une analyse thermogravimétrique ATG repose sur l’étude de la courbe de variation de masse en fonction de la température.

Elle consiste à :

  • identifier les différentes étapes de dégradation thermique
  • déterminer les températures caractéristiques (évaporation, décomposition)
  • analyser les pertes de masse associées à chaque phénomène

     

Une expertise ATG permet ainsi de relier ces données aux propriétés physico-chimiques du matériau et à son comportement en conditions réelles.

Qu’est-ce qu’un laboratoire d’analyse ATG ?

Un laboratoire d’analyse ATG réalise des analyses thermogravimétriques pour caractériser la composition et le comportement thermique des matériaux. 

Au laboratoire FILAB, nos experts s’appuient sur des équipements ATG pour déterminer stabilité thermique, pertes de masse et mécanismes de dégradation.

Pourquoi faire appel à un laboratoire d’analyse ATG ?

Faire appel à un laboratoire d’analyse ATG permet de bénéficier d’une expertise technique, d’équipements performants et d’une interprétation fiable des résultats. Au laboratoire FILAB, les analyses thermogravimétriques ATG sont réalisées selon des protocoles rigoureux afin de répondre aux besoins en R&D, en contrôle qualité ou en expertise de matériaux.

Dans quelles situations contacter un laboratoire d’analyse ATG ?

Faire appel au laboratoire FILAB pour une expertise ATG permet de répondre à des problématiques liées à la composition et au comportement thermique des matériaux :

  • défaillance ou perte de performance d’un matériau en conditions thermiques
  • non-conformité matière (teneur en charges, humidité, résidus)
  • besoin de compréhension des mécanismes de dégradation thermique
  • validation ou optimisation de formulations en R&D
  • identification de matériaux ou de substances inconnues
  • étude de stabilité thermique en conditions d’usage ou de stockage
Quel est le prix d’une analyse thermogravimétrique ?

Le prix dépend du matériau, du nombre d’échantillons et des conditions d’analyse. Au laboratoire FILAB, un devis personnalisé est proposé selon votre besoin analytique.

Comment obtenir un devis pour une expertise ATG ?

Pour obtenir un devis, vous pouvez contacter nos équipes via notre formulaire de contact, par téléphone ou par e-mail. Il vous suffit de nous transmettre votre besoin (type de matériau, analyse thermogravimétrique ATG souhaitée, norme éventuelle, urgence, quantité d’échantillons…).

Combien de temps faut-il pour obtenir un devis pour une analyse ATG ?

Le délai pour obtenir un devis pour une analyse thermogravimétrique ATG est généralement de 24h à 48h après réception de votre demande.

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Une équipe hautement qualifiée
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Une réactivité de réponse et de traitement des demandes
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Un parc analytique complet de 5 200m²
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Thomas ROUSSEAU Directeur Scientifique et Technique
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