Septembre 1997 - n°20
Utilisée à des fins analytiques dans le contrôle des gaz, structurales pour l'étude de la fragmentation des molécules ou encore pour l'établissement des propriétés thermodynamiques, la spectrométrie de masse est une méthode relativement ancienne.
On sait que le principe consiste à mesurer le courant ionique correspondant à une masse atomique donnée, après que celle-ci ait été sélectionnée par une combinaison judicieuse de champs électriques et électromagnétiques. Par la variation de ces champs, on obtient le défilement des différentes masses atomiques constituant ainsi le spectre de masse. Tout le problème réside dans la formation et la transmission des ions, qui doivent être aussi contrôlées que possible.
On peut reconnaître à la spectrométrie de masse deux qualités de base: son excellente sensibilité, liée à la possibilité de mesurer en routine de très faibles courants, et son côté panoramique, qualités qui, par principe, permettent à cette méthode de toujours figurer en bonne position sur le marché de l'instrumentation scientifique.
Plus récemment,l'emploi de techniques d'ionisation relativement efficaces et peu sélectives, telles que la décharge plasma ou l'impact laser, ont accru son emploi dans l'analyse des liquides et des solides.
Nécessitant pour sa bonne mise en œuvre l'obtention de pressions réduites, la spectrométrie de masse est par excellence le moyen de contrôle adapté à la technique du vide. On peut même dire, sans exagération, que c'est le seul. Son apport pour l'amélioration de l'étanchéité et la connaissance des lois sur le dégazage des matériaux a été déterminant. Il a permis d'accroître de beaucoup les performances des composants utilisés dans les différents domaines de cette technique, voire de rendre banal l'usage de l'ultra-vide.
L'apparition de filtres de masse quadripolaires, dotés d'un faible encombrement, d'un temps de réponse réduit et d'un spectre distribué linéairement, ouvre à la méthode le contrôle des procédés; à condition bien sûr de vérifier que l'état gazeux en constitue un témoin représentatif permanent. Le développement de traitements informatiques et les possibilités de multiplexage qu'ils offrent ont achevé son intégration dans de nombreux systèmes périphériques, tant et si bien que la spectrométrie de masse se retrouve parfois éloignée de son milieu naturel. Il en résulte qu'elle peut être mal exploitée ou rester très en deça de ses possibilités...
A suivre.....
Référence bibliographique : Pierre AILLOUD coordonne au sein de la revue "Le Vide, Science, Technique et Applications" deux numéros thématiques consacrés à l'analyse de gaz. L'objectif est d'expliquer, dans un langage accessible, le fonctionnement des appareils et d'exposer les possibilités et les limites de la méthode. Si le fonctionnement des appareils est d'un intérêt général, les domaines d'application concernent les sujets traditionnellement abordés dans la revue, c'est-à-dire : la microélectronique, les plasmas, les couches minces...., toujours vu sous l'angle de la technique du vide.
par Pierre AILLOUD,
Ingénieur CNRS,
Membre de la Société Française du Vide