Instrumentation

Spectroscopie infrarouge

 

La spectroscopie (ou spectrométrie) infrarouge est une technique non destructive utilisée en chimie analytique permettant, via la détection de vibrations caractéristiques, d'identifier les fonctions chimiques présentes dans la molécule sondée. Cette technique repose sur l'absorption ou la réflexion par l'échantillon de radiations électromagnétiques infrarouges comprises entre 1 et 50 µm (micromètre). Cette bande spectrale est divisée en proche infrarouge (de 1 à 2.5 µm) et en moyen infrarouge (de 2.5 à 50 µm). Bien que le domaine du proche infrarouge soit "pauvre" en absorptions spécifiques, il a pris une grande importance dans les laboratoires de contrôle comme moyen d'analyse quantitative. Le moyen infrarouge est utilisé pour l'identification des molécules organiques dont il permet de garder une sorte d'empreinte digitale. Cette technique, éventuellement utilisée en complément d'une analyse par spectroscopie Raman ou par résonance magnétique nucléaire, est par conséquent tout à fait adaptée pour identifier, comparer ou doser diverses substances inconnues prélevées sur une scène d'infraction.

 

Pour effectuer ces analyses, l'opérateur dispose de différents instruments allant des spectromètres à transformée de Fourier (voir photo) aux divers analyseurs industriels de type dispersifs ou non, spécialisés dans le dosage de composés prédéfinis (gaz...) ou qui permettent de faire des mesures en continu avec des sondes à immersion sur les unités de production. La spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier, qui a remplacé la méthode dispersive initiale (gain de temps...), offre de nombreuses possibilités de traitement des spectres et permet des applications dans l'analyse de micro-échantillons structurés. 

 

spectromètre IRTF Nicolet 8700

 

 Principe et généralités


On compare l'intensité I du rayonnement transmis par l'échantillon inconnu à l'intensité du rayonnement infrarouge incident I0 à différentes longueurs d'onde (voir spectre). On obtient ainsi un spectre qui donne la transmittance T=I/I0 ou l'absorbance A=-log10(T)  de l'échantillon en fonction de la longueur d'onde incidente ou du nombre d'onde (inverse de la longueur d'onde). Par comparaison avec des spectres de référence enregistrés dans une base de données, nous pouvons identifier l'échantillon inconnu.

 

 

Spectre infrarouge de la chlorhexidine (antisceptique)

 

 

Ce qui se passe à l'échelle des molécules...

Dans le proche et le moyen infrarouge, l'absorption de la lumière par la matière a pour origine l'interaction entre les radiations lumineuses et les liaisons chimiques des molécules. Cette interaction va permettre à certains atomes de la molécule de vibrer autour de leur position d'équilibre
dépendant de la longueur d'onde de la radiation incidente et de la nature de la liaison mise en jeu.