ARCANE - Atelier Régional de Caractérisation par Analyse Nucléaire Elémentaire

Objectif

Par l’étude du rayonnement X émis sous l’impact d’un faisceau d’ions de haute énergie, on identifie et on dose les constituants élémentaires de poussières fines recueillies sur filtres. La quantification rapide et en une seule mesure d’une quinzaine de ces constituants minéraux et métalliques, sans destruction de l’échantillon, permettra de répondre à deux types d’interrogation :

Dosages d’éléments métalliques

Dans le cadre du suivi réglementaire ou non des métaux contenus dans des poussières de toute origine (environnement intérieur, extérieur, industriel, à l’émission de sources fixes ou mobiles) et toute granulométrie inférieure ou égale à PM₁₀. L’intérêt de la méthode réside dans sa facilité de mise en œuvre, l’absence de préparation chimique préalable de l’échantillon et sa conservation après la mesure. Les faibles effets de matrice et l’aspect multi-élémentaire de la méthode la rendent ainsi utilisable dans bien des applications où les autres techniques plus classiques deviennent rapidement limitées.

Identification et recherche de la contribution des sources de poussières

A partir de l’aspect multi-élémentaire de la technique (une quinzaine d’éléments minéraux et métalliques peuvent être dosés simultanément), nous avons développé une approche originale permettant d’identifier les sources de particules fines et de déterminer leur contribution à l’empoussièrement d’un lieu donné. La finalisation de ce projet conduit dans le cadre d’un programme financé par le MEDD et l’ADEME (programme PRIMEQUAL) permet aujourd’hui de proposer des prestations de service dans ce domaine de l’étude des sources de poussières. Le protocole développé est basé sur la mise en œuvre d’une campagne d’échantillonnage sur le site d’intérêt, puis l’analyse PIXE de la série de prélèvements et enfin sur l’application d’un traitement mathématique spécifique à la série de données. Outre la sensibilité de méthode d’analyse elle-même, la puissance de cette approche réside dans l’originalité du traitement statistique de type « receptor modeling » développé en collaboration avec l’Institut de Mathématiques de Bordeaux [1]. On accède ainsi non seulement à l’identification des principales sources de particules fines (source industrielle, automobile et naturelles) mais également à la détermination de leur contribution à l’empoussièrement global.

Spécifications sur les échantillons

• Analyse sur filtres collecteurs en polycarbonate ou cellulose
• Analyse de particules de type PM₁₀, PM_2.5, PM₁ ou de granulométries inférieures
• Quantité de matière analysable de 10µg/cm² à 300µg/cm²
• Dosage de tous les éléments de masse supérieure à l’aluminium

Plus d’information sur

• La technique PIXE
• L’installation Van De Graaff
• La Plateforme AIFIRA