Des mélanges de gaz adaptés à vos besoins

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1 Des mélanges de gaz adaptés à vos besoins Le nombre de mélanges de gaz possibles, sous réserve de faisabilité technique, est pratiquement aussi illimité que celui des applications individuelles. Depuis de nombreuses années, l'expérience de Messer et la grande compétence de ses collaborateurs dans le développement, la production et les analyses garantissent en permanence des réponses adéquates aux exigences de nos clients. Messer exploite en Europe des usines de remplissage de gaz spéciaux à Machelen (Belgique), Mitry-Mory (France), Lenzburg (Suisse), Gumpoldskirchen (Autriche) et Budapest (Hongrie). Les types de mélanges de gaz Des mélanges de gaz standard sont disponibles pour les applications de routine dans les domaines les plus divers, allant du mûrissement de bananes jusqu'à l'exploitation de portique de détection en passant par des applications laser. La composition toujours identique permet de produire ces mélanges en grandes séries et de les tenir en stock. Des fiches techniques avec l'ensemble des spécifications sont disponibles pour chaque mélange standard référencé. Il faut des mélanges de gaz spécifiques pour de nombreuses applications telles que par exemple le contrôle ou la calibration d'appareils de mesure. La composition du mélange (nombre de constituants, concentration) est déterminée avec l'utilisateur en fonction de son application. Le mélange est alors produit à la demande, sous réserve d'être physiquement et chimiquement réalisable, dans le respect des réglementations en matière de sécurité. 1) Informations relatives à la désignation du gaz et au marquage de l'emballage 2) Propriétés essentielles des gaz 3) Raccord du robinet et recommandations de matériel de mise en oeuvre des gaz 4) Spécification du produit et types de conditionnement

2 Définitions Les mélanges de gaz sont des compositions homogènes de différents gaz ou différents liquides. La multitude de substances disponible donne un nombre pratiquement illimité de combinaisons possibles. La faisabilité d'un mélange de gaz est toutefois soumise à des restrictions chimiques, physiques ou encore liées à la sécurité. Les constituants d'un mélange (gaz, vapeurs, liquides) sont dénommés les composants. Dans le cas des gaz d'étalonnage, on appelle additif le «composant de mesure» du mélange qui détermine son utilisation. La partie principale du mélange est dénommée gaz porteur ou gaz de fond. La concentration peut être exprimée en différentes unités de mesure. La proportion moléculaire en ppm est souvent utilisée car cette unité est indépendante de la pression et de la température. La proportion volumique ainsi que la concentration massique sont aussi régulièrement utilisées. Pour ces unités dépendant de la pression et de la température, les conditions normales sont habituellement fixées à 0 C et 1013 mbar. La valeur réelle d'un composant ne peut être déterminée qu'avec une certaine précision. Mathématiquement, l'incertitude est déterminée selon la formule U = k*s, où s représente la déviation standard, k est le coefficient de «l'incertitude élargie». Messer calcule l'incertitude élargie avec k = 2. Le procédé d'analyse requis est sélectionné en fonction de la nature et de la teneur du composant. Les limites de précision se situent en fonction du procédé autour d'1 à 10% relatifs. Des procédés de production plus élaborés permettent d'atteindre des valeurs de précision inférieures à 1% relatif (Topline). Les gaz d'étalonnage sont utilisés pour la calibration d'appareils de mesure. Le contenu de la bouteille de gaz sous pression n'évolue souvent pas sur plusieurs mois. La durée de stabilité indique donc la période à partir de la date de production pour laquelle la valeur réelle du certificat d'analyse est valable. Cette période est habituellement de 12 mois mais des périodes de stabilité plus longues sont tout à fait possibles (option Longlife). Dans ce contexte, le traitement intérieur des bouteilles sous pression joue un rôle décisif. Teneur en Proportion moléculaire Proportion volumique Unité SI mol/mol Mol% ppm µ mol/mol (ppb) ni xi = ng ni, Vi, mi ng, VG, mg m³/m³ kg/m³ kg/kg Vol% g/m³ poids% vpm (ppmv) mg/m³ g/kg µ l/m³ (ppbv) µ g/m³ mg/kg (ppmw) Vi mi mi ϕ i = β i = wi = VG VG mg = nombre de molécules, volume, masse du composant i = nombre de molécules, volume, masse du mélange Indications habituelles Formule où La tolérance décrit l'écart admissible entre la concentration effective (valeur réelle) d'un composant et la concentration requise (valeur nominale). Pour des raisons inhérentes aux procédés, la tolérance de production se situe habituellement entre 3 et 10% relatifs suivant la proportion, la nature et le nombre des composants. Concentration massique Proportion massique Seule une préparation soignée et conséquente des bouteilles avec plusieurs cycles de balayage et de purge à température élevée ainsi que des étapes de conditionnement appropriées permettent la production de gaz d'étalonnage stables. Valeur nominale (90 ppm) Tolérance +/- 5 % Valeur réelle (88,5 ppm) Précision +/- 1 % Concentration (ppm) Illustration : La tolérance et la précision de mélanges de gaz. Exemple : 90 ppm NO Topline (tolérance +/- 5 %, précision +/- 1 %)

3 Les catégories de mélange En fonction des différentes exigences vis-à-vis des mélanges de gaz, Messer propose les produits en différentes catégories de mélanges qui définissent la tolérance, la précision et la durée de stabilité : Type Précision (% relatif) Tolérance (% relatif) Concentration Stabilité (mois) Tecline aucun certificat 2-10 % 1-100% Traceline 5% 10 % ppb < 12 Labline 2% 5% 1 ppm-100 % 12 Topline <1 % <5 % 10 ppm-100% 12 Option Longlife 24/36/60 : période de stabilité prolongée ( mois) Option Accredited : avec certificat de calibration d'un laboratoire accrédité selon ISO Les mélanges de la catégorie Tecline sont fournis sans certificat, en conformité avec une spécification standard. Les mélanges Tecline sont typiquement mis en oeuvre comme gaz de contrôle ou gaz de procédé. La catégorie Labline regroupe des gaz d'étalonnage avec certificat. La tolérance est de 5% et la précision habituellement de 2%. Pour des mesures de haute précision, nous recommandons la calibration avec des mélanges de la catégorie Topline dont la précision d'analyse est inférieure ou égale à 1% relatif. Pour l'analyse de traces et d'ultra-traces, nous proposons la catégorie Traceline avec des concentrations en ppb. La production de mélanges de gaz Le procédé dynamique permet le conditionnement de grandes séries d'un même mélange de gaz défini. Deux ou plusieurs débits de composants et du gaz porteur sont alors ajustés par un débitmètre massique, puis homogénéisés dans une chambre de mélange. Pour finir, le mélange est analysé en aval de la chambre de mélange et comprimé dans des bouteilles. La composition des mélanges d'un lot est identique dans des marges de tolérances très étroites. La production dynamique est donc la méthode de choix pour les mélanges standard (Tecline). Lors du conditionnement manométrique de mélanges de gaz, les pressions partielles des composants sont additionnées selon la loi de Raoult. Pour ce procédé, la montée de pression dans le récipient est mesurée pendant et après l'addition de chaque composant à température définie. La tolérance de fabrication dépend principalement de la précision des manomètres et de la mesure de la température. L'avantage de cette méthode réside dans sa grande souplesse, tous les types de mélanges peuvent être produits si la pression partielle atteint un ordre de grandeur mesurable. Le désavantage de la méthode est la précision systématiquement faible du procédé. L'analyse de la bouteille individuelle réalisée ensuite permet en règle générale de déterminer beaucoup plus exactement la valeur réelle du composant. Le certificat porte alors sur les valeurs de l'analyse et leur incertitude. Dans le cas de la méthode gravimétrique, chaque composant individuel est pesé. On obtient directement les proportions massiques qui peuvent être converties en proportions moléculaires. La pesée compte parmi les procédés de mesure physiques les plus exacts. Cette méthode permet donc la production de mélanges de gaz de la plus haute précision. L'analyse (quantitative) de contrôle n'atteint en règle générale pas cette précision. Elle sert uniquement à confirmer les paramètres du procédé. Le certificat porte sur la valeur déterminée par la pesée et son incertitude. Conditionnement manométrique de mélanges de gaz

4 S'il n'est pas possible d'obtenir la précision souhaitée par dosage direct du composant (par exemple pour des teneurs très faibles en substances légères), la production définitive du mélange est réalisée par dilution d'un ou plusieurs mélanges préliminaires, produits selon la méthode gravimétrique avec des proportions plus élevées du composant souhaité. Méthode gravimétrique L'homogénéisation Directement après le conditionnement gravimétrique ou manométrique, les composants individuels sont répartis par couches dans le récipient de gaz sous pression. L'homogénéisation est assurée par le roulement des récipients en position approximativement horizontale. Les méthodes d'analyse L'outil analytique pour déterminer la composition de mélanges de gaz et gaz d'étalonnage comprend un large éventail de méthodes d'analyses physiques et chimiques. Elles vont de l'analyse spécifique jusqu'à la spectrométrie de masse en passant par les spectrométries infrarouge et ultraviolet ainsi que la chromatographie en phase gazeuse. La mesure de conductibilité, la potentiométrie et les méthodes classiques de titrage sont disponibles pour les gaz chimiquement réactifs. La précision d'analyse est limitée, elle se situe en général à ± 2% relatifs. Au-delà, des procédés de calibration très spécifiques permettent d'atteindre des précisions de mesure jusqu'à ± 1% relatif. Les analyses faites à l'aide d'analyseurs dédiés (spectrométrie IR ou UV non dispersive, chimiluminescence, FID totaux) permettent de déterminer certains composants (par exemple absorbant dans l'ir) de manière simple, très rapide et exacte. La traçabilité La plupart des méthodes de titrage mises en oeuvre sont des méthodes relatives. Il faut assurer par des mesures adéquates que les résultats obtenus peuvent être traçables à une référence reconnue. Dans le cas d'un titrage gravimétrique, ceci se fait par la calibration des balances utilisées avec des masses référencées et certifiées. Ainsi, les résultats obtenus par la balance, sont tracés donc raccordés directement à une masse de référence du pays de production. Le titrage analytique est basé sur les gaz de calibration utilisés dans nos laboratoires. Il s'agit exclusivement de mélanges de gaz de haute précision produits selon la méthode gravimétrique. Si possible, ceux-ci sont encore validés par des étalons internationaux standard (MRS) : par exemple NIST [National Institute of Standards and Technology, USA], NMi [Nederlands Meetinstitut, NL], BAM [Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung, D]). Si le titrage est réalisé par comparaison directe à des étalons internationaux, le mélange étalon produit est considéré être tracé directement sur cette référence. La méthode de choix pour les mélanges multicomposants est la chromatographie en phase gazeuse. En effet, les nombreuses variantes de colonnes de séparation et de détecteurs offrent des solutions adaptées même pour des analyses inhabituelles et rares. Analyses ultra-précises pour garantir la qualité des mélanges de gaz réalisés

5 Les certificats Tous les mélanges de gaz produits individuellement sont livrés avec un certificat. Celui-ci contient toutes les données liées à la composition du mélange ainsi que celles liées à la bouteille. Sous forme réduite, le certificat se trouve en tant qu'étiquette sur chaque bouteille de mélange de gaz. Les données sur le certificat sont conformes à la réglementation en vigueur dans chacun des pays européens ou aux normes EN ISO. Conseil et service Les possibilités de mélanges de gaz sont aussi variées que leurs applications. Il n'est pas toujours facile de choisir les mélanges appropriés pour chaque cas de figure. La faisabilité technique ou bien le coût possible est souvent le facteur limitatif. Nos conseillers vous aideront avec compétence à choisir la solution optimale en fonction de vos exigences. N'hésitez pas à nous contacter. L'homologation La fiabilité des indications du contenu sur un certificat d'analyse de gaz d'étalonnage est un critère de qualité décisif. Des experts indépendants nous ont attesté que nos clients peuvent avoir confiance en nos données. Messer a fait accréditer certains de ses laboratoires d'analyses en tant que laboratoire d'étalonnage par les autorités des pays respectifs. En Suisse, il s'agit par exemple du METAS (Metrology and Accreditation Switzerland). Par cette homologation, des experts indépendants certifient l'expertise d'un laboratoire d'analyse sur la base d'une norme de qualité selon EN ISO reconnue au niveau international. Sur demande, pour de nombreux mélanges de gaz, les utilisateurs reçoivent de Messer, en plus du certificat standard, un certificat d'étalonnage (conforme aux normes), établi par le laboratoire accrédité (Accredited option).

6 Algérie Messer Algérie Spa Lotissement RADI H'Mida n 02 Cheraga, Alger Tel Fax Danemark Messer Danmark A/S Venusvej Kolding Tlf Fax danmark@messergroup.com Pérou Messer Gases del Peru S.A. Avenida Argentina 2228 Callao 1 Peru Tel Fax messer.peru@messergroup.com.pe Slovaquie Messer Tatragas s.r.o. Chalupkova Bratislava Tel Fax ,113 info.sk@messergroup.com Allemagne Messer Industriegase GmbH Limespark Otto-Volger-Straße 3c Sulzbach Tel. +49 (0) Fax +49 (0) info.de@messergroup.com Espagne Messer Ibérica de Gases, S.A. Autovía Tarragona-Salou, km.3,8 E Vilaseca (Tarragona) Tel Fax info.es@messergroup.com Pologne Messer Polska Sp. z.o.o. ul. Maciejkowicka Chorzów Tel Fax messer@messer.pl Slovénie Messer Slovenija d.o.o. Jugova Ruše tel.: faks: info.si@messergroup.com Estonie Elme Messer Gaas A.S. Kopli Tallinn Tel Fax emg@emg.bsr.ee Portugal MesserGas Lda Distribuiçăo de Gases Industriais Av. 5 de Outubro 151, 7 B Lisboa Tel Fax info.pt@messergroup.com Suisse Messer Schweiz AG Seonerstrasse Lenzburg Tel Fax info@messer.ch Hongrie Messer Hungarogáz Kft 1044 Budapest Váci út 117. Tel Fax info@messer.hu République populaire de Chine Messer China 33rd Floor, Central Plaza 381 Huai Hai Zhong Road Shanghai , P.R. China Tel Fax communications@messer.com.cn Turquie Messer Aligaz Sanayi Gazlari AS Kartal Cad. No Yakacik-Istanbul Tel Tel Fax info.tr@messergroup.com Italie Messer Italia S.p.A Via Cav. V. Tedeschi, Settimo Torinese TO Tel Fax Nr. Verde info.it@messergroup.com République tchèque Messer Technogas s.r.o. Zelený pruh Praha 4 Tel , 100 Fax: , 140 ata.cz@messergroup.com Ukraine Elme Messer Ukraine Autogena Kharkov Tel Fax emu@emu.com.ua Belgique Messer Belgium N.V. Woluwelaan Machelen Tel Fax info@messerbenelux.com Lettonie Elme Messer L SIA Aplokciema 3 Riga 1034 Tel Fax eml@eml.lv Roumanie Messer Romania Gaz SRL Calea Calarasilor nr. 177 BI. 45, Et. 3 Ap Bucuresti S3 Tel Fax mrg@messer.ro Vietnam Messer Vietnam Industrial Gases Co. Ltd No. 21 VSIP, Thuan An District, Binh Duong Province Tel. +84 (0) Fax +84 (0) info@messer.com.vn Bosnie-Herzégovine Messer Sarajevo Plin d.o.o. Dr. Fetaha Becirbegovica 8 Rajlovačka bb Sarajevo-Rajlovac Tel Fax info@messersarajevo.ba Lituanie UAB ELME MESSER LIT Ateities g Vilnius Tel Fax vilnius@elmemesser.lt Russie (Kaliningrad) 000 Elme Messer K Sudostroitelnaya Kaliningrad Tel Fax elmemesser@elmemesser.ru Macédoine Messer Vardar Tehnogas d.o.o.e.l Istocna industriska zona bb 1040 Madzari-Skopje Tel./Fax Tel./Fax Tel./Fax messervt@mt.net.mk Serbie Messer Tehnogas AD Banjički put Beograd Tel Fax marketing@messer.rs Messer Group GmbH Gahlingspfad Krefeld Tel Fax info@messergroup.com Autriche Messer Austria GmbH Industriestraße Gumpoldskirchen Tel Fax info.at@messergroup.com LABOREX-SANESCO medizinisch-technische Geräte GmbH Linzer Straße Wien Phone Fax office@laborex-sanesco.at Messer Mostar Plin d.o.o. Rodoc bb Mostar Tel Tel./Fax messer@tel.net.ba Bulgarie Messer Bulgaria EOOD 3 A Dimitar Peshev blvd Sofia Tel Fax office@messer.bg Monténégro Messer Tehnogas AD Buljarica bb Petrovac Tel Fax tehgasd@cg.yu Croatie Messer Croatia Plin d.o.o. Industrijska Zaprešiæ Tel Fax mg-croatia-plin@zg.t-com.hr Pays-Bas Messer B.V. Middenweg PM Moerdijk Tel Fax info@messerbenelux.com Réf. : FR1.103 Messer Haiphong Industrial Gases CO., Ltd. An Duong Ward, An Hai District Haiphong City Messer France S.A.S. 25, rue Auguste Blanche Puteaux Cedex Tel Fax info@messer.fr