La mesure des émissions est une procédure essentielle pour mesurer et contrôler la pollution atmosphérique provenant de sources telles que les moteurs à combustion, les centrales électriques et d'autres équipements motorisés produisant des gaz d'échappement et des émissions par évaporation.

Les particules désignent de façon générique les particules solides ou liquides en suspension dans l'air. Lorsqu'elles sont inhalées, ces particules peuvent provoquer des pathologies cardiaques ou pulmonaires, avec parfois de graves conséquences. Les particules des classes PM10 et PM2.5 (respectivement, particules d'un diamètre inférieur à 10 µm et 2,5 µm) sont surveillées de près, à la fois aux sources des émissions et dans l'air ambiant, en raison du risque sanitaire qu'elles représentent.

L'analyse gravimétrique des particules collectées par filtration est la méthode la plus fréquemment utilisée pour déterminer la concentration de particules dans l'air ambiant et dans les émissions.

Pourquoi un pesage précis est essentiel

Le pesage de particules présentes dans un filtre est un processus de pesage différentiel. La quantité totale des particules collectées est très faible. Les filtres doivent donc être pesés avec une grande précision, avant et après le chargement en particules.
En règle générale, il est recommandé d'utiliser une balance d'une résolution de 1 µg ou 0,1 µg, avec une répétabilité adaptée.

La masse des particules collectées sur les filtres pour la mesure des émissions peut être très faible ; la précision du pesage est donc cruciale. Les microbalances Excellence avec kit de pesées de filtres dédié sont les instruments idéaux pour mesurer les émissions. Elles sauront répondre à vos besoins grâce à leur répétabilité exceptionnelle et leur pesée minimale extrêmement basse.

L'illustration suivante décrit le processus permettant de déterminer de façon gravimétrique la quantité de particules présentes dans les filtres :

Idéalement, le pesage des filtres doit être réalisé dans une salle blanche pour éviter toute contamination potentielle de l'air ambiant et pour mieux contrôler la température et le taux d'humidité. Vous pouvez également effectuer les mesures dans une boîte à gants, mais cela complique la procédure, notamment si vous devez peser un grand nombre de filtres. En outre, le pesage de filtres présente d'autres difficultés :

Manipulation des filtres

• Matériaux : certains matériaux filtrants sont mous et difficiles à manipuler. Les opérateurs doivent veiller à ne pas entrer en contact avec la surface filtrante et à ne pas endommager le filtre, deux erreurs difficiles à éviter.
• Humidité : l'une des principales difficultés du pesage de filtres provient de leur extrême sensibilité à l'humidité ambiante. En raison de leur comportement hygroscopique, les filtres peuvent s'alourdir, ce qui fausse les résultats. En outre, les particules déposées peuvent retenir de l'eau, ce qui affecte le résultat global.
• Charges électrostatiques : les filtres sont également sensibles aux charges électrostatiques.
  Si ces dernières ne sont pas éliminées, elles stimulent l'attraction de particules et faussent les résultats.
  Ces charges électrostatiques entraînent également la formation de champs d'attraction/répulsion autour des filtres, qui influent sur le résultat de pesage.
• Poussée d'Archimède : les filtres présentent une faible masse volumique. Ils sont donc sensibles à la poussée d'Archimède et ils peuvent sembler plus légers qu'ils ne le sont vraiment. L'influence de la poussée d'Archimède diffère en fonction de la température, de la pression et de l'humidité atmosphériques.
  En pesant des filtres dans un environnement identique (p. ex. : une salle blanche) avant et après le chargement en particules, l'influence de la poussée d'Archimède est considérée comme égale lors des deux pesées. Cependant, pour réduire l'incertitude, il convient d'obtenir le poids réel en compensant l'influence de la poussée d'Archimède.

Suivi des échantillons

Avec l'obligation de garantir une traçabilité précise des filtres, le processus se complique davantage. Chaque filtre est pesé une première fois, placé sur un support étiqueté, acclimaté, puis acheminé jusqu'au site de mesure. Une fois les particules chargées, les filtres retournent en laboratoire où ils seront à nouveau pesés. Ici, la précision peut être compromise en l'absence d'un système de contrôle qui empêche toute confusion lors de la manipulation des filtres.

Précision du pesage

Il est essentiel que la balance utilisée respecte les exigences de l'application de pesage des filtres, comme stipulé par de nombreuses réglementations. Pour des échantillons de faible volume, la pesée minimale nette de la balance est un critère essentiel. Les pesées inférieures à ce seuil ne répondent pas au niveau de précision exigé.

Temps

Le pesage de filtres pour les mesures d'émissions peut nécessiter un temps conséquent. Le processus d'acclimatation, le transport depuis et vers le site de mesure, les procédures de manipulation laborieuses et les temps de stabilisation des balances sont autant de facteurs chronophages. Une mesure standard des émissions de gaz d'échappement sur une voiture peut ainsi nécessiter 2 jours, voire plus.

Les microbalances XPR de METTLER TOLEDO offrent une précision inégalée, avec des pesées minimales exceptionnellement faibles. Livrées avec un kit de pesage de filtres spécial et bénéficiant d'une précision d'affichage de 0,2 µg, les balances XPR2U conviennent parfaitement au pesage de filtres. Ses fonctions intégrées d'assurance qualité active garantissent le respect des normes et des seuils de tolérance définis. Grâce aux instructions affichées sur l'interface, le processus de pesage différentiel peut être rigoureusement respecté.
 

Les outils adaptés

L'ajout d'un lecteur de codes-barres garantit une reconnaissance rapide des échantillons et un confort d'utilisation optimal grâce à l'association automatique des filtres chargés aux résultats du pesage initial pour un procédé plus rapide et moins propice aux erreurs de manipulation. Par ailleurs, en passant les filtres par-dessus l'électrode de notre kit antistatique, vous neutralisez toutes les charges électrostatiques présentes, pour garantir la précision du résultat de mesure des particules.
 

Les nombreuses options de connexion permettent d'exporter directement les résultats de pesage vers une feuille de calcul sur un PC ou dans n'importe quel système de base de données de la société, à des fins de contrôle et d'analyse.

Les pinces brucelles METTLER TOLEDO sont spécialement conçues pour assurer une manipulation correcte des filtres délicats, lors de leur transfert vers et depuis leur cartouche de stockage ou le kit de pesées de filtres équipant la balance.

Regardez cette vidéo pour découvrir les principaux produits des solutions de pesage de filtres de METTLER TOLEDO pour les mesures d'émissions. Choisissez des solutions manuelles innovantes utilisant une balance d'analyse ou une microbalance à une solution entièrement automatisée avec un système robotisé, développées en collaboration avec HORIBA.

Optimisez la qualité de vos résultats de pesage en dix étapes et améliorez l'efficacité du délicat processus de micropesage.

Les microbalances XPR de METTLER TOLEDO sont entièrement compatibles avec le logiciel de laboratoire LabX™. LabX affiche les instructions d'utilisation, conformes aux modes opératoires normalisés, sur l'écran de la balance. Le logiciel identifie les filtres chargés et déchargés, pour un processus simplifié et accéléré.

LabX enregistre automatiquement les valeurs de pesage avec l'ID d'échantillon correspondant, et effectue automatiquement tous les calculs, notamment la correction de poussée d'Archimède.

Toutes les données et tous les résultats sont enregistrés dans une base de données centralisée et sécurisée, permettant une traçabilité complète. Des comptes rendus personnalisés peuvent être imprimés ou transférés vers un système d'informations interne.

Dès lors qu'il est nécessaire de peser plus de 40 filtres chaque jour, le système de pesage de filtres robotisé PWS-ONE, combiné à la balance XPR2U, constitue la solution automatisée idéale.

Le support de filtre innovant est polyvalent : il permet à la fois l'identification, l'acclimatation, le stockage, le transport et le pesage dans une seule cartouche, sans retrait du filtre ni interruption. Elle fait également office de cage de Faraday, ce qui réduit les influences électrostatiques.

Le passage automatisé des échantillons permet de peser les filtres avant et après la charge, avec le transfert immédiat des résultats vers un PC à des fins d'analyse.

Si vous utilisez des filtres de grande taille, par exemple pour des applications d'analyse industrielle, METTLER TOLEDO propose des solutions pratiques et peu onéreuses pour peser vos filtres sur votre balance d'analyse. En ajoutant un kit de pesage de filtres à votre balance d'analyse METTLER TOLEDO Excellence, vous pouvez peser sans difficultés des filtres d'un diamètre max. de 110 mm. Pour peser les filtres jusqu'à un diamètre de 150 mm, nous recommandons d'utiliser un support ErgoClip dédié. Ces deux solutions s'intègrent rapidement et aisément à votre balance.