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Qu’est-ce qu’un microscope polarisant ?

Un microscope polarisant est un microscope qui observe sélectivement la lumière polarisée.

Les microscopes optiques utilisés dans les expériences scientifiques observent toute la lumière réfléchie par un matériau à travers un oculaire. La lumière est une onde dans laquelle les champs électriques et magnétiques oscillent dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement. La lumière dont la direction d’oscillation du champ électrique est régulière est appelée lumière polarisée. Les microscopes polarisants observent la lumière polarisée oscillant dans une direction spécifique réfléchie par un matériau.

Une lumière polarisée linéairement est projetée sur la substance. Les changements de l’état de polarisation sont observables sous forme de couleur ou de lumière/obscurité. Lorsque la lumière polarisée est sélectionnée et observée au microscope, il est possible d’identifier l’état et les composants d’une substance.

Utilisations de la microscopie polarisante

La microscopie polarisante était à l’origine utilisée pour déterminer l’état et la composition des minéraux mais elle est aujourd’hui également employée dans le développement des polymères et de la biotechnologie. Les changements d’état de polarisation reflètent l’orientation moléculaire et la structure cristalline, ce qui permet d’évaluer la structure interne des polymères. En outre, en combinaison avec un équipement de contrôle de la température, il est possible d’observer le comportement de transition de phase.

Les cristaux liquides constituent l’une des principales découvertes réalisées à l’aide de la microscopie polarisante. Les cristaux liquides, certes liquides mais avec un arrangement moléculaire similaire à celui des solides, ont été identifiés pour la première fois avec un microscope polarisant. Cela a conduit au développement des téléviseurs à cristaux liquides et autres produits.

En outre, de nombreuses substances biologiques et autres matériaux ont un état et une structure moléculaire équivalents à ceux des cristaux liquides. La microscopie à lumière polarisée devrait continuer à jouer un rôle actif dans les domaines médical et pharmaceutique.

Principe des microscopes polarisants

Les microscopes polarisants utilisent des filtres pour sélectionner la polarisation de la lumière, ce qui produit des images de microscope optique qui reflètent les propriétés optiques de l’échantillon.

1. Structure d’un microscope polarisant

Un microscope optique ordinaire se compose d’une source lumineuse, d’une platine porte-échantillon et d’un objectif. La lumière émise par la source lumineuse frappe le matériau, qui pénètre dans l’objectif et peut être observé à travers l’oculaire. Le principe d’un microscope polarisant est fondamentalement le même que celui d’un microscope optique, à ceci près qu’un polariseur est placé entre la source lumineuse et l’échantillon. Par ailleurs, deux plaques polarisantes, appelées analyseur, sont placées entre la lentille de l’objectif et l’oculaire.

La lumière émise par la source lumineuse est une lumière naturelle, identique à la lumière fluorescente, qui s’étend dans toutes les directions. En transmettant cette lumière à travers le polariseur, elle est convertie en lumière polarisée et projetée sur la substance à observer. La lumière polarisée, dont la direction est modifiée lorsqu’elle traverse la substance, passe à travers un analyseur dans une disposition en croix perpendiculaire au polariseur et peut être observée.

2. Images provenant d’un microscope polarisant

Lorsqu’un échantillon dont l’indice de réfraction n’est pas anisotrope est observé à l’aide d’un microscope polarisant, l’état de polarisation de la lumière polarisée linéairement émise par le polariseur ne change pas et ne peut passer à travers l’analyseur. De la sorte, le champ de vision lorsqu’il est observé à travers l’oculaire est sombre.

Lors de l’observation d’un échantillon dont l’indice de réfraction diffère selon la direction de polarisation, si la direction d’oscillation de la lumière incidente polarisée linéairement coïncide avec l’axe optique de l’échantillon, l’état de polarisation de la lumière incidente ne change pas et le champ de vision est sombre. En revanche, lorsque la direction d’oscillation de la lumière incidente est différente de l’axe optique de l’échantillon, la lumière incidente est divisée en deux composantes de polarisation en raison de la biréfringence de l’échantillon. La composante composite est alors différente de l’état de polarisation avant la transmission de l’échantillon. Le changement d’état de polarisation fait passer la lumière à travers l’analyseur, ce qui donne un champ de vision lumineux.

Les images de microscopes polarisants apparaissent colorées en raison de la différence de trajet optique entre les deux composantes de la lumière due à la biréfringence de l’échantillon. Avec un microscope polarisant, la platine sur laquelle est placé le matériau peut être tournée de 360° afin de modifier l’angle de la lumière polarisée par rapport à l’axe optique de l’échantillon.

Autres informations sur les microscopes polarisants

Utilisations de la microscopie polarisante

La microscopie polarisante est une technique qui peut être utilisée en combinaison avec d’autres méthodes de mesure optique car elle permet d’examiner les domaines cristallins et même leur orientation.

1. Mesures de fluorescence
La microscopie à lumière polarisée peut être utilisée en combinaison avec des mesures de fluorescence. Les mesures de fluorescence normales sont des informations d’ensemble provenant de différentes positions et orientations des domaines cristallins. Cependant, comme les propriétés optiques changent en fonction de l’orientation des domaines cristallins, la microscopie polarisante, qui peut identifier l’orientation du cristal, entre en jeu. Les microscopes polarisants permettent d’observer l’émission d’informations de polarisation dans une direction spécifique en injectant un laser avec une direction de polarisation spécifique dans la lumière incidente.

2. Mesures résolues dans le temps
La microscopie polarisante peut également être combinée avec la spectroscopie résolue dans le temps. La spectroscopie normale résolue en temps est un ensemble d’informations provenant de différentes positions et orientations des domaines cristallins. En revanche, la microscopie à lumière polarisée permet des mesures spectroscopiques résolues en temps de l’absorption et de l’émission en déterminant l’orientation et la position des domaines cristallins.

Qu’est-ce qu’un codeur incrémental ?

Un codeur est un type de composant électronique qui utilise un capteur pour détecter la quantité, la direction et l’angle d’un mouvement mécanique et le restitue sous la forme d’un signal électrique.

Les codeurs sont divisés en codeurs incrémentaux et codeurs absolus, en fonction de la méthode de détection.

Les codeurs incrémentaux sont des codeurs capables de mesurer l’importance du changement de position/rotation après la mise sous tension. Les codeurs absolus, quant à eux, peuvent détecter la position/rotation absolue à partir du point d’origine, même après la mise hors tension.

Avec les codeurs incrémentaux, la position absolue ne peut être déterminée, à moins d’effectuer une opération de retour à l’origine une fois l’alimentation électrique coupée. La différence entre les codeurs incrémentaux et les codeurs absolus réside dans la nécessité ou non d’effectuer ce retour à l’origine.

Utilisations des codeurs incrémentaux

Les codeurs incrémentaux sont utilisés comme détecteurs de position/vitesse dans un grand nombre de machines, par exemple :

• les machines-outils,
• les équipements de fabrication de semi-conducteurs,
• robots mobiles et machines de transport sans conducteur,
• les ascenseurs,
• les automobiles.

Les codeurs incrémentaux sont souvent utilisés comme composants des moteurs. Le codeur détecte le sens et l’angle de rotation d’un arbre en rotation et utilise ces informations pour contrôler la position et la vitesse du moteur.

Principe des codeurs incrémentaux

1. Méthodes des codeurs incrémentaux

Les codeurs incrémentaux se divisent en codeurs optiques et codeurs magnétiques, en fonction du principe de détection électrique.

• Codeurs optiques
  Méthode dans laquelle une source lumineuse, telle qu’une LED, passe à travers une fente. Les impulsions de la source lumineuse passant à travers la fente sont détectées par un élément récepteur de lumière. Ils se caractérisent par leur grande précision et leur compatibilité avec des champs magnétiques élevés.
• Codeurs magnétiques
  Système dans lequel un aimant permanent est fixé à l’extrémité d’un arbre en rotation. Le champ magnétique est détecté par un élément Hall et converti en angle de rotation. Ils présentent une grande résistance aux environnements soumis aux vibrations, aux chocs et à la poussière.

2. Configuration des codeurs incrémentaux optiques et principe de détection de la position

Le principe de détection de position des codeurs incrémentaux est expliqué à l’aide d’un codeur optique comme exemple.

Un codeur optique se compose principalement d’un émetteur de lumière, d’un récepteur de lumière et d’un disque.

Le disque est gravé de fentes. Lorsqu’il tourne, la lumière émise par l’élément émetteur de lumière passe, puis est bloquée par les fentes, générant ainsi des impulsions lumineuses sur l’élément récepteur de lumière. Le nombre d’impulsions émises correspond à l’amplitude du mouvement de la fente. Celle-ci est détectée par le nombre d’impulsions comptées.

La fente est gravée avec trois types de fentes : phase A, phase B et phase Z. L’élément récepteur de lumière détecte ces trois types d’impulsions.

• Phase A, phase B
  Le nombre de ces fentes détermine la résolution du codeur : la phase B est décalée d’un quart de cycle (90°) par rapport à la phase A.
• Phase Z
  Le nombre de rotations du codeur peut être compté en détectant les impulsions de la phase Z.

Il existe deux types de codeurs : les codeurs linéaires, qui détectent les mouvements linéaires, et les codeurs rotatifs, qui détectent l’angle de rotation.

Dans un codeur rotatif, les fentes sont gravées sur un disque, tandis que dans un codeur linéaire, les fentes sont gravées sur une échelle de forme rectangulaire, semblable à une règle.

3. Principe de détection du sens de rotation pour les codeurs incrémentaux

Le sens de rotation en marche avant/arrière peut être détecté par l’ordre des impulsions montantes des phases A et B.

En rotation avant/arrière, les fronts montants des impulsions des phases A et B sont les suivants :

Phase A → Phase B → Phase A → Phase B → …

En rotation inverse, les fronts montants des impulsions des phases A et B sont les suivants :

Phase B → Phase A → Phase B → Phase A → …

Les phases A et B étant décalées d’un quart de cycle, le sens de rotation peut être déterminé par l’ordre des fronts montants des impulsions respectives.

Autres informations sur les codeurs incrémentaux

Principales spécifications des codeurs incrémentaux

Les principales spécifications pouvant servir d’indicateur lors du choix d’un codeurs incrémental sont les suivantes :

• Résolution

Nombre d’impulsions par tour.

• Alimentation électrique

Source d’alimentation pour le fonctionnement du codeur.

• Phase du signal de sortie

Il en existe deux types : l’un qui émet les phases A, B et Z, et l’autre qui émet les phases A et B.

• Forme de sortie

Forme de sortie d’impulsion, par exemple collecteur ouvert, sortie de pilote de ligne. Certains codeurs émettent la position via une communication série.

• Vitesse de rotation autorisée

Il s’agit de la limite supérieure de la vitesse de rotation que le codeur peut détecter.

Qu’est-ce que l’acier moulé ?

Les aciers moulés sont des produits fabriqués en versant de l’acier en fusion dans un moule, en le refroidissant et en le solidifiant pour obtenir un produit d’une forme et d’une taille spécifiques. Ils possèdent une résistance et une ténacité supérieures à celles de la fonte : ils sont donc principalement utilisés comme pièces pour les machines et les structures soumises à des forces importantes.

Les caractéristiques des produits en acier moulé incluent la possibilité de produire des pièces de formes complexes. Ils peuvent être utilisés pour des pièces soumises à des chocs et à des charges variables en raison de la nature non directionnelle de la structure et d’une ténacité élevée. Autre avantage, l’acier fondu est produit directement dans un moule, ce qui nécessite moins de processus de production que le forgeage ou le laminage.

La principale différence est que la fonte contient du graphite, alors que l’acier moulé n’en contient pas. Physiquement, la fonte contient plus de 2,1 % de carbone, alors que l’acier moulé en contient moins de 2,1 %.

Utilisations des produits en acier moulé

Les produits en acier moulé sont classés en deux grandes catégories : les produits en acier au carbone et les produits en acier allié. Les pièces moulées en acier au carbone sont utilisées après recuit et traitement. Elles sont ensuite employées dans les pièces de machines pour les moteurs électriques et les centrales électriques, et les pièces de véhicules ferroviaires. L’acier à faible teneur en carbone est défini comme ayant une teneur en carbone inférieure ou égale à 0,2 %. Les produits en acier moulé faiblement allié, dont la solidité et la résistance à la corrosion et à l’usure ont été améliorées par l’ajout de manganèse, de silicium, de chrome, etc. sont largement utilisés pour les supports, les engrenages et les pièces d’automobiles, de véhicules ferroviaires et d’engins de chantier.

Les pièces moulées en acier fortement allié sont fabriquées en ajoutant du nickel, du chrome, du manganèse et d’autres métaux jusqu’à environ 20 % pour améliorer la résistance à la corrosion, à la chaleur et à l’usure, et comprennent les pièces moulées en acier résistant à la chaleur, les pièces moulées en acier inoxydable et les pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse. Ils sont utilisés pour les carters de turbines à vapeur, les châssis de laminoirs et divers cylindres, qui sont exposés à des températures et des pressions élevées, ainsi que pour les attelages de trains, les pièces de pompes et de roues hydrauliques.

Caractéristiques des produits en acier moulé

Les pièces en acier moulé sont formées à l’aide de moules : la méthode de moulage en sable est utilisée depuis de nombreuses années. Dans cette méthode, un moule en sable est fabriqué à partir d’un moule en bois, de l’acier fondu y est versé et, après refroidissement et solidification, le moule en sable est cassé pour produire un produit en acier moulé.

Il existe d’autres méthodes de moulage. La méthode du moule plein utilise un moule en polystyrène au lieu d’un moule en bois, et le moule disparaît complètement après la coulée. La méthode de la cire perdue, où le moule est fait de cire, convient au moulage de précision. La méthode du moule en coquille utilise un mélange de sable siliceux et de résine d’acide de charbon. Il est chauffé et versé dans un moule, qui est ensuite refroidi pour former un moule mince en forme de demi-coquille. Cette méthode convient à la production de masse.

Le processus de fabrication des produits en acier moulé commence par la réalisation d’un dessin de fabrication, suivi de la conception d’un plan de coulée, de la réalisation d’un modèle, du moulage, de la fusion de l’acier, de la coulée, de la découpe de la pièce d’acier coulée, du traitement thermique, de la finition des pièces coulées, et enfin de l’inspection et de l’emballage.

Les données des dessins de production sont utilisées dans les simulations de coulée pour optimiser l’écoulement du métal chaud, éviter les porosités, assurer la solidification, etc. à l’avance. La conception du plan de coulée prévoit les changements dimensionnels et volumétriques et la déformation pendant la solidification, et optimise les canaux de métal chaud et la coulée poussée. Le processus de traitement thermique est également important car il garantit la structure métallurgique de l’acier allié, y compris la température, la durée et la fréquence du traitement thermique, afin d’atteindre les performances prescrites.

Qu’est-ce qu’un scintillateur ?

Les scintillateurs sont un terme générique désignant les matériaux qui émettent de la lumière lorsque des particules chargées ou des rayonnements les traversent.

Ils sont classés en scintillateurs inorganiques et en scintillateurs organiques. Les scintillateurs inorganiques conviennent à la détection des rayons γ et des rayons X. Ils sont constitués de cristaux de substances à grand nombre d’atomes, qui émettent de grandes quantités de lumière et ont une bonne résolution énergétique, mais ont un temps de réponse lent. Les scintillateurs organiques comprennent les scintillateurs plastiques et liquides, qui sont peu coûteux, légers et ont un temps de réponse rapide, ce qui les rend adaptés à la détection des rayonnements alpha et bêta.

Les scintillateurs peuvent être utilisés dans un grand nombre de domaines en tant que détecteurs à scintillation en combinaison avec des détecteurs.

Utilisations des scintillateurs

Les scintillateurs convertissent le rayonnement en lumière dans la gamme de l’ultraviolet à la lumière visible. Cette lumière est convertie en signaux électriques par des tubes photomultiplicateurs et des opto-semiconducteurs, et les données sont traitées pour produire des images et d’autres informations sur le rayonnement.

Cette fonctionnalité peut être utilisée dans un grand nombre de domaines, tels que la tomographie par rayons X, la tomographie par émission de positons et d’autres applications de médecine nucléaire, le contrôle des bagages dans les aéroports, l’inspection des aliments, les essais non destructifs de composants électroniques, la prospection pétrolière et minière, la surveillance des rayonnements dans les réacteurs nucléaires et les applications de recherche en physique nucléaire, physique des particules et physique spatiale.

Principe des scintillateurs

Le principe d’émission des scintillateurs diffère entre les scintillateurs inorganiques et les scintillateurs organiques.

1. Scintillateurs inorganiques

Lorsque des particules chargées ou un rayonnement traversent un scintillateur inorganique, les électrons de la bande de valence du réseau cristallin gagnent de l’énergie et sont excités vers la bande de conduction, où ils peuvent se déplacer librement. Lorsque les électrons de la bande de conduction rencontrent les trous de la bande de valence, les électrons retournent dans la bande de valence et une lumière de scintillation d’une longueur d’onde correspondant à la différence d’énergie est produite.

Si le réseau cristallin ne contient pas d’impuretés, l’écart entre la bande de valence et la bande de conduction (bande interdite) est important et la longueur d’onde de la lumière produite est courte. Les impuretés, en revanche, modifient une partie de la structure cristalline et créent de nouveaux niveaux d’énergie dans la bande interdite. L’énergie d’excitation de l’impureté est faible et l’émission est de la lumière visible.

2. Scintillateurs organiques

Les scintillateurs organiques peuvent émettre de la lumière à partir de l’excitation d’une seule molécule plutôt que d’un réseau cristallin. À température ambiante, la plupart des électrons sont dans leur état fondamental et sont excités par l’énergie du rayonnement lorsqu’il les traverse. La plupart des électrons atteignent le premier état excité, qui possède le niveau d’énergie le plus bas des états excités, et émettent de la lumière lorsqu’ils retournent à l’état fondamental. Cette émission est appelée fluorescence, et la lumière produite par les scintillateurs organiques est principalement de la fluorescence.

Certains électrons gagnent tellement d’énergie grâce au rayonnement qu’ils atteignent le deuxième état excité ou plus, et reviennent très rapidement au premier état excité par conversion interne et transition vers l’état fondamental.

Certains des électrons excités au premier état excité subissent une transition intersystème vers l’état triplet de spin, qui émet de la lumière avec le temps et retourne à l’état fondamental ; cette émission est appelée phosphorescence. L’état triplet de spin a un niveau d’énergie plus bas que le premier état excité, de sorte que la longueur d’onde de la phosphorescence est plus grande que celle de la fluorescence. Certains électrons retournent également de l’état triplet de spin au premier état excité, émettent de la fluorescence et retournent à l’état fondamental : c’est la fluorescence retardée.

Structure des scintillateurs

La structure des scintillateurs diffère entre les scintillateurs inorganiques et les scintillateurs organiques.

1. Scintillateurs inorganiques

Les scintillateurs inorganiques comprennent le NaI:Tl, le LSO:Ce, le tungstate de plomb, le silicate de gadolinium (GSO) et le germanate de bismuth (BGO). La formule chimique du tungstate de plomb est PbWO4, tandis que le GSO est Gd2SiO5 additionné de Ce ; le BGO est également connu sous le nom de germanate de bismuth et est représenté par la formule chimique Bi4Ge3O12.

NaI:Tl forme une structure cristalline avec l’halogénure alcalin NaI (iodure de sodium) et le centre luminescent TI (thallium) ; il émet de la lumière lorsque Tl+ passe de 6sp à 6s2 et est souvent utilisé comme étalon pour l’intensité lumineuse. Il est soluble dans les marées et absorbe l’humidité de l’atmosphère, ce qui entraîne sa dégradation.

LSO:Ce est un scintillateur inorganique composé de l’oxyde Lu2SiO5 et du centre luminescent Ce3+ ; il émet de la lumière lorsque Ce3+ passe de 5d à 4f et a une durée de vie luminescente inférieure d’un ordre de grandeur à celle de NaI:Tl.

2. Scintillateurs organiques

Parmi les scintillateurs organiques, on peut citer les scintillateurs à cristaux organiques, les scintillateurs liquides et les scintillateurs en plastique. Les scintillateurs liquides, tels que le naphtalène, ne sont pas solides et ne sont pas facilement endommagés par une forte irradiation.

Les molécules organiques telles que l’anthracène et le stilbène dans les scintillateurs organiques ont une structure pi-électronique et possèdent plusieurs états excités. Elles ne sont souvent pas utilisées car leur réponse est anisotrope et ne peut pas être facilement traitée. L’anthracène a un niveau de luminescence élevé, qui est parfois exprimé en pourcentage du niveau de luminescence d’autres scintillateurs.

Les scintillateurs plastiques fabriqués en dissolvant plusieurs substances organiques luminescentes dans du plastique sont faciles à manipuler et à traiter. Ils conviennent pour les rayons α et β, mais pas pour les rayons γ.

Qu’est-ce que le fil machine ?

Le fil machine est un matériau métallique linéaire qui a été enroulé. Il en existe deux types : le matériau laminé à chaud et le fil d’acier (fil métallique), qui est étiré à partir d’un matériau laminé à chaud. Les matériaux sont classés comme suit : fil machine doux, fil machine à haute teneur en carbone, corde à piano, fil d’âme pour baguette de soudage, fil machine pour forgeage à froid et fil machine en acier inoxydable.

Par laminage à l’aide de plusieurs laminoirs à chaud, les billettes sont transformées en diamètres plus petits, de 5 à 20 mm. Le fil est ensuite tréfilé pour être encore plus fin. Le recuit (traitement thermique) et le décapage (décalaminage et application d’un film lubrifiant) sont souvent effectués avant le tréfilage.

Utilisations du fil machine

Le fil machine en acier ordinaire est principalement utilisé comme matériau pour les produits ne nécessitant pas une grande résistance, tels que les fils, les clous, les treillis métalliques et les vis. Il est également utilisé comme matériau pour les filets métalliques destinés à fixer les pierres des récifs de poissons, les tétrapodes sur les digues et les rochers sur les pentes des falaises.

Les fils machine spéciaux, quant à eux, sont utilisés dans les applications de câbles en acier nécessitant une ténacité et une durabilité élevées, les applications de fils toronnés en acier, les matériaux pour ressorts en fil métallique, les matériaux pour noyaux de pneus connus sous le nom de câbles en acier, ainsi que dans les applications de baguettes de soudage à l’arc couvertes et de fils d’âme pour le soudage. Il est également utilisé comme matériau de base (barres principales et auxiliaires) pour les poteaux et les pieux utilisés comme éléments structurels dans la construction.

Types de fil machine

Le fil d’acier doux est fabriqué à partir d’un matériau laminé à chaud, qui est refroidi puis étiré dans une tréfileuse. Le fil d’acier dur est d’abord transformé en une structure perlitique fine, espacée de quelques microns, en patinant la structure métallique de carbure de fer Fe3C (cémentite). Le fil est ensuite tréfilé pour réduire davantage l’espacement de la perlite et augmenter sa résistance.

Le fil d’acier doux est utilisé pour les barres d’acier et les ressorts, ainsi que pour les boulons, les écrous et les clous. Les boulons sont également utilisés non seulement pour les applications automobiles et les machines, mais aussi pour les boulons d’ancrage des fondations des bâtiments.

Le fil d’acier dur contenant de 0,65 à 0,95 % de carbone est connu sous le nom de matériau à haute teneur en carbone et est utilisé comme matériau d’âme pour les structures en béton, les câbles de suspension pour les ponts à longue portée et les câbles d’acier pour les intérieurs en caoutchouc des pneumatiques.
Les matériaux autres que l’acier comprennent le fil d’acier recouvert de cuivre (fil CP), le fil de cuivre à usage électrique (fil FR) et le fil de bronze phosphoreux (PBW), qui sont disponibles sous forme de fils ronds, carrés, plats et moletés.

Lorsqu’elle est utilisée avec le placage, la couche de placage est composée d’étain et de diverses compositions de soudure avec différents points de fusion, qui sont sélectionnés en fonction des conditions d’utilisation et de l’application.

Qu’est-ce qu’une seringue jetable ?

Par seringues jetables comprenez seringues à usage unique. Elles sont généralement fabriquées en plastique comme le polypropylène ou le polyéthylène.

Une seringue est essentiellement le cylindre, l’un des composants d’une seringue. En revanche, les seringues jetables sont utilisées et vendues comme produit intégré, avec l’ensemble de la seringue à l’exception de l’aiguille.

Utilisations des seringues jetables

Les seringues jetables sont principalement utilisées pour les injections et le dosage de médicaments en médecine, ainsi que pour le dosage et l’injection de liquides en laboratoire et en analyse. Outre les liquides, elles servent aussi à extraire des gaz et à pressuriser des récipients scellés.

Les seringues jetables sont utilisées comme seringues à usage unique et se caractérisent par un faible risque de contamination. Elles sont donc particulièrement utiles dans les laboratoires médicaux et chimiques.

Principe des seringues jetables

Une seringue jetable se compose d’une seringue, d’un piston, qui est la partie mobile, et d’un joint qui assure l’étanchéité lorsque le piston est en action. Le piston se déplace d’avant en arrière pour modifier le volume interne, ce qui aspire et rejette des gaz et des liquides.

Le joint est souvent fait de caoutchouc ou d’autres matériaux souples pour améliorer l’étanchéité.

Comment choisir une seringue jetable ?

1. Le matériau

Dans la plupart des cas, les parties seringue et piston d’une seringue jetable sont en résine. En revanche, la partie joint, qui entre en contact avec le contenu, est généralement en caoutchouc pour assurer l’étanchéité. Le caoutchouc étant connu pour être un matériau qui élue souvent les composants, il est nécessaire d’examiner le but de l’utilisation et de déterminer si un matériau en caoutchouc est approprié.

Depuis peu, il existe des produits entièrement en plastique sans caoutchouc pour les joints. En ce qui concerne les produits en plastique, outre le polypropylène courant, il existe également des produits en plastique fluoré pour les expériences chimiques.

Par conséquent, une grande variété de matériaux existe et il est important de vérifier que le matériau est adapté à l’utilisation prévue lors de la sélection d’un produit.

2. Forme de l’embout

Les deux formes d’embout typiques sont le type glissant, Luer-Slip, et le type verrouillant, Luer-Lock.

Type Luer-Slip                                                                                    Le Luer-Slip possède un embout conique et s’utilise en insérant l’aiguille directement. Il est souvent employé lorsque l’aiguille est remplacée ou lorsqu’un tube ou un autre objet est connecté à l’embout.

Type Luer-Lock                                                                                Le Luer-Lock possède un mécanisme de verrouillage sur l’embout. Celui-ci peut être fermement fixé en vissant l’aiguille d’injection. Il sert à mesurer des liquides dangereux lorsque l’aiguille risque de se détacher.

Les autres formes comprennent le type lavement, utilisé pour la connexion aux lavements et aux équipements de nettoyage de la vessie, et le type pointe de cathéter, utilisé pour la connexion à un cathéter.

3. Position de l’embout cylindrique

Il existe deux types principaux de position de l’embout de la bouteille : l’embouchure centrale et l’embouchure latérale.

Embouchure centrale                                                                  L’embouchure centrale est une forme dans laquelle l’extrémité du cylindre s’étend à partir du centre de la seringue. Elle est principalement utilisée pour les produits de petite capacité.

Embouchure horizontale                                                 L’embouchure horizontale est une forme dans laquelle l’extrémité du cylindre s’étend près de la circonférence de la seringue. Elle est principalement utilisée pour les produits de grande capacité. En effet, il est facile de manipuler l’aiguille, même dans les seringues de grande capacité, et il n’est pas nécessaire de l’incliner lors de l’injection. De plus, il est plus facile de purger une seringue épaisse si l’air est collecté en un seul endroit autour de la circonférence.

4. Stérilisation ou non

Les seringues jetables vendues à des fins médicales sont destinées à être utilisées pour les injections et les prélèvements sanguins et sont vendues stérilisées.

Certaines seringues jetables de recherche et de laboratoire ne sont pas stériles, selon leurs spécifications, et doivent être choisies en fonction de leur usage.

Autres informations sur les seringues jetables

Dosage des solvants organiques

Lors du dosage de solvants organiques, il est nécessaire de vérifier au préalable la résistance aux solvants de la seringue car la résine peut être altérée. En outre, le composant résine de la seringue et le composant plastifiant de la résine peuvent s’éluer.

Il est donc préférable d’effectuer une étude préalable pour s’assurer que l’utilisation de la résine n’interfère pas avec l’usage prévu. Pour ces raisons, une réflexion est nécessaire lors de la pesée des solvants organiques. Selon le type de solvant organique, des seringues en verre non jetables doivent être utilisées.

Qu’est-ce que l’acier inoxydable ?

L’acier inoxydable est un alliage d’acier contenant au moins 50 % de fer (Fe) comme composant principal, moins de 1,2 % de carbone (C) et plus de 10,5 % de chrome (Cr).

Il est réputé pour son excellente résistance à la corrosion et à la rouille. Il possède également d’excellentes propriétés en termes de résistance à la chaleur, d’ouvrabilité et de solidité. Le nom acier inoxydable signifie qu’il ne s’oxyde pas et a donc moins de taches de rouille.

L’acier inoxydable résiste à la rouille parce qu’une fine pellicule appelée film passif se forme à la surface. En général, lorsque le fer se combine à l’oxygène, il forme de l’oxyde de fer et la rouille apparaît. Le chrome, en revanche, se lie plus facilement à l’oxygène que le fer, et lorsque le chrome s’oxyde avant le fer, il forme une pellicule passive qui recouvre la surface de l’acier et empêche la formation de rouille.

Cette propriété du chrome rend l’acier inoxydable résistant à la rouille. L’ajout de nickel à cet acier inoxydable augmente encore sa résistance à la corrosion, ce qui permet d’obtenir un acier inoxydable plus résistant à la rouille. Cependant, la rouille peut également apparaître dans l’acier inoxydable. Les cas où le métal a été en contact avec du métal rouillé pendant une longue période ou a été rayé en sont des exemples concrets.

Le type d’acier inoxydable est indiqué par “SUS + numéro”, comme “SUS304” ou “SUS430”, où “SUS” est un acronyme pour “steel use stainless” et le numéro qui suit est la qualité de l’acier inoxydable. Selon le type d’acier inoxydable, on distingue la série 300, la série 400, etc. L’acier inoxydable “SUS304” est utilisé dans le monde entier.

Utilisations de l’acier inoxydable

L’acier inoxydable est utilisé dans des domaines très variés, profitant de son excellente résistance à la corrosion. Dans les instruments de précision, les appareils ménagers et les équipements industriels, il est souvent utilisé pour les couvercles extérieurs et les pièces mécaniques.

Cela s’explique par le fait qu’il est possible d’obtenir un aspect propre sans traitement de surface, qu’il n’est pas nécessaire de recourir au placage ou à la peinture à des fins de double protection contre la rouille, que le délai de livraison des pièces est court et que, dans certaines conditions, l’utilisation de l’acier inoxydable peut s’avérer moins coûteuse que celle de l’acier ordinaire.

Un autre avantage est sa faible conductivité thermique, qui lui confère une grande résistance à la chaleur et une grande capacité de rétention de la chaleur. Dans l’usage domestique, l’acier inoxydable est utilisé pour les cuillères, les fourchettes et les éviers de cuisine. Parmi les autres applications, on peut citer les matériaux de couverture pour les grandes installations telles que les stades à dôme, les pales de turbine et les disques de frein utilisés dans les avions à réaction, ainsi que d’autres pièces qui jouent un rôle important en raison de leur résistance et de leur dureté élevées.

Caractéristiques de l’acier inoxydable

L’acier inoxydable est très résistant à la corrosion et peut être classé en cinq types en fonction des proportions d’alliage et d’autres facteurs, chacun ayant des caractéristiques différentes.

Types d’acier inoxydable

1. Type martensitique

Les aciers inoxydables martensitiques sont principalement composés de chrome et de carbone et ne contiennent pas de nickel. Ils présentent une dureté élevée due à la formation d’une structure métallique dure appelée martensite par traitement thermique, mais ils sont également plus sensibles à la rouille et présentent la résistance à la corrosion la plus faible dans les environnements difficiles par rapport aux autres types d’acier.

Comme l’acier ordinaire, il est magnétique (les aimants s’y accrochent). Les principales applications sont les lames, les buses, les aubes de turbine, les freins à disque, etc. Le SUS 410 et le SUS 403 sont des aciers inoxydables martensitiques.

2. Aciers inoxydables ferritiques

Les aciers inoxydables ferritiques sont à base de chrome et sans nickel. Après les aciers inoxydables austénitiques, les aciers inoxydables ferritiques occupent la deuxième place en termes de résistance à la corrosion et conviennent au travail à la presse, car ils restent souples avec peu de durcissement après le traitement thermique, et sont peu coûteux.

Leurs principales applications sont les matériaux d’intérieur des bâtiments et les pièces d’appareils électriques et à gaz. Une autre caractéristique des aciers inoxydables ferritiques est qu’ils sont magnétiques, par exemple le SUS 430.

3. Acier inoxydable austénitique

Les aciers inoxydables austénitiques sont composés principalement de chrome et de nickel et forment une structure métallique appelée austénite à température ambiante. Le SUS 304 et le SUS 316 sont des aciers inoxydables austénitiques.

4. Système de durcissement par précipitation

Les aciers inoxydables à durcissement par précipitation sont composés principalement de chrome et de nickel, auxquels sont ajoutés des éléments tels que l’aluminium et le cuivre, et sont soumis à un traitement de durcissement par précipitation, un traitement thermique similaire à la trempe et au revenu, afin d’améliorer la dureté en utilisant la précipitation de composés intermétalliques de ces éléments. Par rapport aux aciers inoxydables austénitiques, il est moins résistant à la corrosion, mais supérieur aux aciers inoxydables ferritiques.

Le SUS 630 est un acier inoxydable durci par précipitation.

5. Acier inoxydable duplex

Les aciers inoxydables duplex sont un mélange d’aciers inoxydables austénitiques et ferritiques. Ils sont utilisés dans les équipements pour l’eau de mer et les usines chimiques, etc. Le SUS 329J1 en est un exemple typique.

Qu’est-ce qu’un spectrofluorimètre ?

Un spectrofluorimètre est un instrument qui analyse la lumière émise par les molécules et les ions d’un échantillon.

Il s’agit d’un type de spectrophotomètre, les autres exemples étant les spectrophotomètres UV/visibles et les spectrophotomètres infrarouges. Comme le spectre d’émission diffère pour chaque molécule et chaque ion, il est possible de quantifier les composants contenus dans un échantillon sur la base de la longueur d’onde et de l’intensité des pics d’émission.

Les spectrofluorimètres sont extrêmement sensibles et détectent des constituants à l’état de traces. Ils sont également utilisés en biochimie pour analyser le mouvement des protéines in vivo en les associant à des sondes fluorescentes qui se lient à des composés spécifiques.

Dans les échantillons contenant de multiples composants, tels que les organismes vivants et les aliments, la luminescence de chaque composant se superpose, ce qui donne des spectres complexes. Récemment, des méthodes d’analyse statistique, telles que l’analyse multivariée, ont été appliquées pour extraire des informations sur de nombreux composants.

Utilisations de la spectrofluorimétrie

L’analyse quantitative par spectrofluorimétrie est généralement 1 000 fois plus sensible que la spectrophotométrie d’absorption. Aussi, les spectrofluorimètres sont utilisés pour détecter et quantifier de très petites quantités de composants dans un échantillon.

Parmi les exemples spécifiques, l’on peut citer la mesure du rendement quantique, un indicateur de l’efficacité lumineuse des LED blanches et des éléments EL organiques, ainsi que l’analyse spectrale de la lumière émise par les éléments. L’analyse spectrale est extrêmement complexe. Toutefois, les logiciels d’analyse sont de plus en plus sophistiqués et permettent d’extraire un large éventail d’informations.

Principe des spectrofluorimètres

Les spectrofluorimètres utilisent la fluorescence (ou la phosphorescence) : cette énergie supplémentaire est émise sous forme de lumière lorsque les électrons des molécules et des ions retournent de leur état excité à leur état fondamental. Chaque molécule possède son propre état énergétique et absorbe sélectivement la lumière d’une longueur d’onde spécifique pour passer à l’état excité.

Les électrons de l’état excité retournent immédiatement à l’état fondamental : ils y émettent de la lumière avec une longueur d’onde correspondant à la différence de niveaux d’énergie entre l’état excité et l’état fondamental. Si la longueur d’onde de la lumière irradiée n’est pas absorbée par l’échantillon, aucune fluorescence n’est émise et la mesure ne peut être effectuée.

Autres informations sur les spectrofluorimètres

1. Spectrofluorimètres et analyse multivariée

Les mesures de fluorescence sur des échantillons contenant un grand nombre de substances organiques, telles que les denrées alimentaires, ont été utilisées pour tenter d’effectuer des analyses permettant de classer les modèles en fonction de l’origine ou de la matière première. Lorsqu’un échantillon contient plusieurs composants, le spectre obtenu avec un spectrofluorimètre est la somme de la fluorescence émise par chaque composant.

En général, le spectre de fluorescence d’un échantillon contenant plusieurs composants est très complexe et difficile à analyser. Les échantillons contenant un grand nombre de substances organiques, comme les aliments et les boissons, produiront notamment de nombreux pics qui ne peuvent être analysés que par une personne qualifiée.

D’autre part, des tentatives ont été faites récemment pour obtenir des informations à partir de spectres d’émission complexes d’aliments et d’autres substances en utilisant des méthodes d’analyse multivariée et d’analyse statistique. Par exemple, l’analyse en composantes principales (ACP), l’une des méthodes d’analyse multivariée, permet de comprimer des données multidimensionnelles telles que des spectres en deux ou trois dimensions inférieures.

Après la compression 3D, la distribution de chaque échantillon peut être utilisée pour l’analyse de groupement.

2. Utilisation des spectrofluorimètres en biochimie

Dans le domaine de la biochimie, il est possible de quantifier les composants pertinents en liant sélectivement des sondes fluorescentes à des protéines spécifiques ou à des ions calcium. Par exemple, pour la détection des ions calcium, l’on peut utiliser des composés dont la structure piège sélectivement les ions, appelés agents chélateurs.

D’autres polymères modifiés à partir de protéines fluorescentes d’origine biologique servent aussi de sondes fluorescentes. Ces macromolécules sont dérivées de protéines fluorescentes et, une fois introduites, peuvent être reproduites par les cellules vivantes elles-mêmes.

C’est au scientifique japonais Osamu Shimomura, lauréat du prix Nobel, que l’on doit la découverte de cette protéine fluorescente verte. La possibilité d’introduire des protéines fluorescentes dans les biomolécules et de les détecter avec une grande sensibilité à l’aide d’un fluoromètre a considérablement fait progresser l’analyse des biomolécules.

Qu’est-ce qu’un atténuateur optique ?

Les atténuateurs optiques sont des dispositifs qui atténuent les signaux des fibres optiques afin de les ajuster à une force de signal appropriée.

Les atténuateurs optiques évitent que les différences d’intensité du signal optique, causées par les différences de distance de transmission optique, n’affectent négativement l’équipement de transmission. Ceci pour éviter que l’élément récepteur de lumière ne soit saturé et n’endommage l’équipement si l’intensité du signal optique reçu par l’appareil récepteur de lumière est trop forte.

Il existe deux types d’atténuateurs optiques : les atténuateurs optiques fixes, dont le niveau d’atténuation est fixe, et les atténuateurs optiques variables, dont le niveau d’atténuation est réglable.

Utilisations des atténuateurs optiques

Les atténuateurs optiques sont installés pour protéger les équipements en atténuant l’intensité du signal optique lorsque l’élément récepteur de lumière risque d’être saturé et d’endommager l’équipement. Par exemple : dans les systèmes CATV avec une sortie élevée du dispositif de source lumineuse ou dans les câbles à fibres optiques avec de courtes distances de transmission.

Ils sont également installés pour éviter les variations de puissance du signal optique à l’extrémité réceptrice des systèmes de multiplexage par répartition en longueur d’onde (WDM).

Les atténuateurs optiques sont parfois utilisés pour créer un environnement de communication simulé lors des tests de performance de transmission des systèmes de communication optique ou du taux d’erreur dû à l’atténuation. En atténuant délibérément les signaux optiques à l’aide d’atténuateurs optiques, il est possible de mesurer les performances de transmission maximales des équipements de communication optique.

Principe des atténuateurs optiques

Les atténuateurs optiques sont des dispositifs qui sont insérés entre les fibres optiques pour atténuer l’intensité du signal optique. Plusieurs méthodes sont utilisées pour obtenir une atténuation du signal optique.

1. Atténuation par absorption de la lumière : si une fibre optique contient des métaux de transition tels que le fer, le cobalt ou le nickel, l’énergie lumineuse est absorbée par ces impuretés. Ce phénomène est utilisé comme atténuateur optique pour les fibres optiques intentionnellement dopées avec des métaux de transition.
2. Atténuation par effet magnéto-optique : l’effet Faraday, dans lequel l’axe de déviation de la lumière incidente tourne lorsqu’un champ magnétique se trouve sur la même ligne que la direction de déplacement de la lumière, est utilisé pour atténuer la lumière. Dans les champs magnétiques inférieurs au champ magnétique de saturation, l’angle de rotation de l’axe de déviation est proportionnel au champ magnétique. De la sorte, l’atténuation peut être réglée en fonction de l’intensité du champ magnétique.
3. Atténuation par l’entrefer : si une distance est établie entre les fibres optiques de sorte que la lumière passe à travers l’air, l’énergie lumineuse est réduite dans cet entrefer. Ce phénomène est utilisé pour créer un espace d’air entre les connecteurs et servir d’atténuateurs optiques. Cette atténuation est réglable en augmentant ou en diminuant la distance de l’entrefer.

D’autres méthodes d’atténuateurs optiques mécaniques consistent à plier les fibres optiques et à insérer des écrans sur le trajet du signal optique.

Qu’est-ce qu’un micromètre numérique ?

Les micromètres numériques sont un type de micromètre utilisé pour les mesures nécessitant une précision dimensionnelle élevée de 1 micron et dont les dimensions sont indiquées numériquement.

Comme les dimensions mesurées sont vérifiées visuellement en un instant, les micromètres numériques sont activement utilisés dans la production : ils évitent les erreurs de lecture de l’échelle, comme c’est le cas avec les micromètres analogiques, qui lisent directement l’échelle.

Les composants sont fondamentalement les mêmes que ceux du type analogique, et le type numérique est également gravé d’une échelle.

Utilisations des micromètres numériques

Ils sont principalement utilisés dans la fabrication et autres domaines pour mesurer des pièces qui nécessitent une grande précision dimensionnelle à 0,001 mm près. Ils sont en effet capables de mesures encore plus précises que les pieds à coulisse.

Différents types de micromètres sont également disponibles pour répondre à différentes utilisations : des mesures de base du diamètre extérieur et intérieur et de la profondeur à la mesure de l’épaisseur de la dent des engrenages droits, en passant par la mesure des rainures étroites et même du diamètre de l’âme des forets, etc.

Caractéristiques des micromètres numériques

La construction des micromètres numériques est fondamentalement la même que celle des micromètres analogiques. En revanche, comme ils sont numériques, ils sont dotés d’un bouton d’alimentation, d’un bouton de mise à zéro et d’un bouton de maintien de la cote. Certains modèles permettent de passer de la notation métrique à la notation impériale.

Certains micromètres numériques sont également dotés d’une fonction permettant de transférer les résultats des mesures sur un PC ou une tablette, ce qui contribue à accroître l’efficacité du travail.

Toutefois, les dimensions représentées numériquement peuvent être fausses en raison de problèmes électriques, des valeurs incorrectes peuvent alors être affichées. Elles doivent donc uniquement servir de valeurs de référence et, en dernier ressort, la balance doit être vérifiée directement pour s’assurer que les dimensions soient correctes.

De plus, le contact direct avec le micromètre provoque le réchauffement du cadre par la chaleur du corps, ce qui rend impossible une mesure précise. Un support doit donc être employé pour permettre d’effectuer les mesures avec le micromètre. Autre inconvénient : le micromètre fonctionne avec des piles qui risquent de s’épuiser.