Protocole de mesure des spectres de transmittance

Transcription

1 Rapport rédigé par : Daniel Chartrand, PhD en chimie Agent de recherche et développement, F.A.S., département de chimie Tel (bureau) : (514) poste # 2570; (labo) : (514) poste # daniel.chartrand.1@umontreal.ca pour : Gallio groupe de Recherche Inc. 888, boul. de Maisonneuve Est Bureau 400 Montréal, Québec, Canada H2L 4S Protocole de mesure des spectres de transmittance Les spectres de transmittance ont été obtenus avec un spectromètre UV-vis-NIR modèle Cary 6000i (Agilent Technologies) en mode double faisceaux avec correction de lignes de base (blanc/noir). Le balayage spectrale a été effectué sur la gamme complète de l instrument, soit de 200 à 1800 à intervalle de 1. Pour la gamme spectrale à faible transmittance du composé étudié, une mesure additionnelle a été faite avec un atténuateur de 1.2 unité d absorbance pour une lecture plus sensible. La transmittance mesurée correspond au nombre de photon transmit par le matériel sur le nombre de photon émise par la source lumineuse à chaque longueur d onde selon l équation suivante : T(λ) = I(λ)/I 0 (λ)

2 Remarques Les mesures ont été effectuées directement sur les visières. À cause de la géométrie et de la courbure de celle-ci, le positionnement était limité. Les mesures ont été fait sur une seule position optimale, soit en positionnement la surface de visière de façon le plus perpendiculaire possible au faisceau d analyse, en utilisant une partie avec le moins de courbure tout en permettant la fermeture de l enceinte de mesure. Les résultats sur les différents échantillons étaient très similaires et montrent une excellente uniformité (voir figure 1). La déviation standard moyenne entre 560 et 1800 est de 0.4%, celle entre 200 et 560 est à 14% pour les mesures standards à cause de la très grande absorptivité du composé. La figure 2 illustre le spectre moyen des trois échantillons. La mesure haute sensibilité montre une transmittance de l ordre de 10-3 % (0.001%) pour la région entre 200 et 560. La figures 3, à échelle logarithmique permet de visualisé cette quantité. L échantillon commence à absorbé fortement la lumière à partir de 590 (10% transmis). Dans la zone UV ( ) la transmittance est sous 0.001%. Ce qui veut dire que l échantillon diminue par un facteur de plus de l intensité lumineuse dans cette zone. Figure 1. des 3 visières fournies.

3 Figure 2. moyennes des trois visières. Figure 3. en mode haute sensibilité, échelle logarithmique.

4 Protocole de calcul du flux solaire transmis Les spectres de flux résiduel solaire ont été calculés à partir de spectres solaire standard simulé AM1.5G publié par l organisme ASTM 1. Le spectre est défini entre 280 et 4000 et correspond au maximum moyen d irradiation solaire totale (directe et diffuse), d une puissance normalisée à /cm 2. La multiplication de ce spectre avec les données de transmittance mesuré permettre d établir le spectre d irradiance de flux transmis. La puissance totale est calculée selon l intégration du spectre selon la longueur d onde, selon l équation suivante : λ max P = I AM1.5G (λ)t visière (λ)dλ λ min Une puissance relative est obtenue en divisant la puissance transmise par la puissance totale solaire. 1. ASTM Standard G , 2012, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013, DOI: /G R12,

5 Remarque À cause des limites expérimentales de l appareil, seule la portion mesurée entre 200 et 1800 est pris en compte. À titre indicatif, la puissance solaire résiduelle au-dessus de 1800 est 4.3%. Les figures 4 et 5 sont similaires, la seule différence est l échelle logarithmique. permettant de visualiser de très petites irradiations. La puissance transmise calculée est de 50.7 mw/cm 2 et correspond à 50.5 % de la puissance solaire totale. Cette valeur est légèrement sous-estimée à cause de l absence de mesure au-delà de 1800, une valeur maximale est estimée à 52 (±0.5) %. Ce pourcentage n est pas directement utilisable pour obtenir la quantité de lumière transmise par la visière selon n importe quelles conditions (heure de la journée, condition météorologique) car le spectre d irradiation solaire varie selon ces paramètres. À titre d exemple, l intensité lumineuse dans l UV et le bleu diminue plus rapidement que la lumière rouge et infrarouge quand le soleil se rapproche de l horizon. Il serait possible d obtenir une mesure additionnelle sur un autre appareil pour couvrir la gamme spectral jusqu à Figure 4. Flux solaire au niveau de l océan- (noir) et flux transmis calculé traversant la visière (rouge). * AM1.5G selon ASTM 1

6 Figure 5. Flux solaire au niveau de l océan (noir) et flux transmis calculé traversant la visière (rouge), échelle logarithmique. * AM1.5G selon ASTM 1

7 Annexes Tableau 1. Données spectrales moyennées des échantillons E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E-06

8 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E-06

9 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E-05

10 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21