Qu’est-ce qu’un turbidimètre ?
Un turbidimètre est un instrument de mesure permettant d’évaluer la turbidité d’un échantillon de liquide.
Il est utilisé pour la surveillance de l’environnement et pour le contrôle des processus dans la fabrication de produits industriels. Il existe plusieurs méthodes de mesure employées dans les turbidimètres. Les plus courantes sont la méthode de la lumière diffusée, la méthode de la lumière transmise, la méthode de la lumière diffusée et transmise, la méthode de la sphère d’intégration, la méthode de la lumière diffusée en surface et la méthode de comptage des particules.
De plus, les turbidimètres sont disponibles en version portable, où le capteur et l’indicateur sont intégrés, et en version en ligne, où le capteur est installé dans la tuyauterie.
Utilisations des turbidimètres
Les turbidimètres sont utilisés dans les usines de traitement de l’eau pour la gestion de l’eau brute, de l’eau filtrée et des effluents, pour la surveillance de l’environnement, dans les usines de traitement des eaux usées et pour le contrôle des processus de fabrication industrielle. Concernant la surveillance de l’environnement, l’on peut citer le contrôle de la qualité de l’eau dans les plans d’eau publics et la maintenance des effluents des usines et des sites industriels.
Quant au contrôle des processus, cela comprend la surveillance pour maintenir la qualité des produits et le contrôle de la qualité de l’eau pure utilisée dans la production.
Principe des turbidimètres
Les turbidimètres ont de nombreuses méthodes de mesure, chacune ayant son propre principe. Cependant, elles utilisent toutes la diffusion et la transmission de la lumière de la même manière.
Plus l’eau est propre, plus la lumière est transmise à travers elle, et plus l’eau est turbide, plus la lumière est dispersée et non transmise à travers elle, afin d’évaluer la turbidité de l’eau.
L’étalon de turbidité est déterminé par une solution étalon de turbidité. L’étalonnage avec une solution standard définie pour chaque méthode de mesure est important pour l’évaluation correcte de la turbidité.
Types de turbidimètres
Les différentes méthodes et principes utilisés dans les turbidimètres sont les suivants.
1. Méthode de la lumière diffusée en surface
La méthode de la lumière diffusée en surface projette de la lumière sur la surface du liquide à mesurer et détermine la concentration de matières en suspension dans l’échantillon à partir du degré de diffusion de la lumière irradiée. Elle observe la surface du liquide et ne nécessite pas de fenêtre en contact avec le liquide de mesure.
La contamination de la fenêtre n’affecte pas les résultats de l’évaluation. La méthode de la lumière diffusée en surface peut être utilisée soit en séparant l’échantillon, soit en insérant le capteur directement dans l’échantillon.
2. Méthode de la lumière transmise
Dans la méthode de la lumière transmise, la lumière est irradiée sur l’échantillon d’un côté et la turbidité est déterminée à partir de l’atténuation de la lumière transmise. Cette méthode repose sur le principe de base selon lequel la lumière est interceptée par la turbidité.
La méthode de la lumière transmise est une méthode de mesure simple, mais elle est sensible à l’influence des liquides colorés et de la saleté des vitres. C’est pourquoi elle est souvent utilisée pour l’eau potable, mais elle est moins utilisée pour les mesures environnementales.
3. Méthode de la lumière diffusée/transmise
La lumière est projetée sur l’échantillon, la lumière diffusée et la lumière transmise sont mesurées et un rapport est établi. Le rapport entre la lumière diffusée et la lumière transmise est proportionnel à la quantité de matières en suspension dans l’échantillon, ce qui donne la turbidité.
La turbidité étant calculée à partir du rapport entre la lumière diffusée et la lumière transmise, elle présente l’avantage de ne pas être affectée par les fluctuations de l’alimentation électrique ou la détérioration de la lampe. Elle permet également de traiter une large gamme de valeurs de turbidité.
4. Méthode de la sphère intégrante
Dans la méthode de la sphère d’intégration, la lumière irradiée par une source lumineuse est placée dans une cellule et la lumière incidente totale (lumière qui a traversé) est capturée dans une sphère d’intégration. La turbidité est calculée à partir du rapport entre la lumière incidente totale et la lumière diffusée. Bien qu’elle présente l’avantage de ne pas affecter facilement l’échantillon lui-même, cette méthode est souvent utilisée en laboratoire. En effet, elle est difficilement utilisable sur le terrain en raison de l’entretien et d’autres facteurs.
5. Méthode de la lumière diffusée en surface
La méthode de la lumière diffusée en surface consiste à éclairer la surface liquide d’un échantillon et à déterminer la turbidité à partir de l’intensité de la lumière diffusée. Comme la lumière diffusée est mesurée, elle n’est pas facilement affectée par la couleur de l’échantillon. Elle est utilisée pour les échantillons dont la turbidité est relativement élevée.
6. Méthode de comptage des particules
La méthode de comptage des particules utilise un laser à semi-conducteur pour mesurer le nombre de particules. Elle est utilisée pour les échantillons dont le nombre de particules est relativement faible. Les avantages de la méthode de comptage des particules sont qu’elle ne nécessite pas d’étalonnage du point zéro et qu’elle peut mesurer la concentration du nombre de particules en plus de la turbidité.
Autres informations sur les turbidimètres
1. Étalons de turbidité et unités de turbidité
Les solutions étalons de turbidité et les unités de turbidité sont déterminées pour chaque mesure de turbidité. Par exemple, la norme JIS K0101 Industrial Water Testing Method spécifie les éléments suivants pour les méthodes visuelle, de lumière transmise, de lumière diffusée et de sphère d’intégration : solution étalon de carion et degré de carion, et solution étalon de formazine et degré de formazine. Les autres liquides étalons de turbidité comprennent les liquides étalons de polystyrène mélangé.
2. Points à noter en raison des différences entre les méthodes de mesure
Les turbidimètres ayant des méthodes de mesure différentes ne mesurent pas nécessairement la même turbidité, même s’ils sont étalonnés avec les mêmes solutions étalons de turbidité. En effet, la distribution de la taille des particules, les propriétés optiques et d’autres propriétés de la turbidité diffèrent en fonction de la solution étalon de turbidité, et la sensibilité de détection diffère en fonction de la méthode de mesure.
Pour un contrôle continu, il est important d’effectuer des évaluations en utilisant la même méthode de mesure et le même type de solution étalon de turbidité.