Les charges électrostatiques et leurs effets sur le pesage

Elles sont le plus souvent générées par la friction, par exemple par :

• le séchage d'un bécher en verre avec un chiffon ;
• la manipulation d'une fiole jaugée avec des gants jetables ;
• le déballage d'un récipient de laboratoire d'un sac en plastique ;
• le remplissage d'un récipient avec des matériaux en vrac.

La présence d'électricité statique est souvent reconnaissable aux signes suivants :

• balance qui a des difficultés à se stabiliser ;
• dérive des valeurs mesurées ;
• non-répétabilité des résultats des mesures.
• Cependant, dans certains cas, une valeur stable peut être obtenue en présence d'une force électrostatique nette, ce qui rend l'effet difficile, voire impossible à identifier. 

► Télécharger le guide « Tester l'électrostatisme » pour détecter la présence d'électricité statique.

• La valeur indiquée peut être plus ou moins supérieure au poids réel (car les charges générées peuvent être négatives ou positives, et s'attirer ou se repousser mutuellement).
• Des erreurs entre 1 et 100 mg ont été observées, ce qui représente des écarts très élevés lorsque vous pesez de petits échantillons.
• Les poudres sèches sont très sensibles à l'électricité statique et sont difficiles à peser.

• Les charges électrostatiques se dissipent au fil du temps. Le taux de dissipation est affecté par la conductivité de la surface du corps chargé, laquelle est influencée par l'humidité de l'air et la contamination de la surface.
• La dissipation de la charge peut prendre quelques secondes ou minutes, voire plusieurs heures dans une atmosphère sèche (HR < 40 %).
• Les bons isolants, tels que le verre borosilicate ou les plastiques de laboratoire, peuvent ralentir la dissipation de la charge.
• Une fiole en verre ne peut pas se charger si l'humidité relative de l'air est de 80 %.
• Toutefois, pour les récipients en PTFE, d'importantes erreurs de pesage sont observées pendant plusieurs minutes, même lorsque l'humidité de l'air est élevée.

Voici quelques solutions pratiques que vous pouvez mettre en place :

Le cycle de détection électrostatique commence automatiquement dès que l'échantillon est placé sur la balance et que la porte est fermée. La détection des charges électrostatiques ne prend que quelques secondes, généralement pendant le délai de stabilisation de la balance, et ne retarde pas l'obtention des résultats.

Une électrode concentrique est placée sous le plateau de pesée mis à la terre. Elle est mise sous tension par un courant alternatif. La demi-onde positive du signal rectangulaire génère des charges positives sur l'électrode (a). Le demi-cycle négatif du signal rectangulaire génère des porteurs de charge négative sur l'électrode négative (b). La différence entre les valeurs mesurées dans les deux situations (a et b) est attribuable à la force électrostatique (F_E). Si le récipient n'est pas chargé en électricité statique, cette différence est égale à zéro. Avec cette méthode, le capteur peut déterminer le poids réel de l'échantillon.