Présentation
Auteur(s)
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Michel DALIBART : Docteur ès sciences - Docteur d’État ès sciences - Maître de conférencesLaboratoire de physico‐chimie moléculaire (UMR 5803), Bordeaux - Responsable du centre de ressources « Spectroscopies » de l’ENSCPB, Bordeaux
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Laurent SERVANT : Ingénieur ENSCPB - Docteur de l’université Bordeaux I - Maître de conférencesLaboratoire de physico‐chimie moléculaire (UMR 5803), Bordeaux
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’objectif des spectroscopies optiques est d’obtenir des informations sur la matière à partir de son interaction avec le rayonnement. Selon la fréquence du rayonnement incident (c’est‐à‐dire son énergie), typiquement l’ultraviolet (UV), le visible ou l’infrarouge (IR), l’interaction matière‐rayonnement concerne divers types de niveaux d’énergie de la matière. Le type d’information obtenu dépendra de la sensibilité de l’appareillage (et, donc, de la méthode d’enregistrement du spectre) et de la nature de l’échantillon (état physique : gaz, liquide, solide...). En pratique, l’analyse peut être qualitative : l’identification d’un composé est recherchée à partir de sa signature spectrale, celle‐ci dépendant des niveaux d’énergie « sondés » par le rayonnement, ou quantitative : dans ce cas, outre l’identification, c’est une méthode de dosage d’une substance, grâce à sa signature spectrale, qui est recherchée.
Dans la suite, nous nous intéresserons plus spécifiquement au cas de la spectroscopie dans l’infrarouge et par suite à la spectroscopie de vibration. Après un bref rappel des notions générales sur l’interaction matière‐rayonnement, nous présenterons, dans une seconde partie, les principales approches utilisées pour l’enregistrement d’un spectre infrarouge, en comparant leurs avantages et leurs inconvénients. Dans une troisième partie, les méthodes classiques d’échantillonnage, c’est‐à‐dire les techniques permettant l’enregistrement d’un spectre selon que l’échantillon étudié est solide (massif, film ou pulvérulent), liquide ou gazeux, seront présentées. Enfin, plusieurs méthodes d’analyse quantitative seront discutées dans la quatrième partie.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1977 par Bernard MALINGREY
- Version archivée 2 de juil. 1984 par Bernard MALINGREY
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Annexe : compléments d’optique4. Exploitation des données
4.1 Analyse qualitative
Dans ce paragraphe, nous présenterons les méthodes permettant d’obtenir des informations sur un composé à partir de son spectre.
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Recherche des groupes fonctionnels d’un échantillon
Une première exploitation du spectre consiste à identifier les groupes fonctionnels responsables des absorptions observées (fréquences de groupe). Dans cette phase d’identification, le logiciel du spectromètre, pourra :
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apporter une aide dans la comparaison graphique du spectre et de tables incluses dans les logiciels d’exploitation, telles que les tables de Colthup ;
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aider l’utilisateur dans sa phase d’apprentissage ;
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ou même, dans une certaine mesure, effectuer l’analyse spectrale.
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Identification d’une molécule par recherche dans une librairie
Une autre méthode pour aborder l’identification d’un échantillon à partir de son spectre infrarouge consiste à rechercher le spectre le plus proche parmi ceux stockés dans une base de données.
La base de données spectrales peut comporter :
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la position des pics principaux ;
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l’intensité des pics principaux ;
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éventuellement une estimation de la largueur des pics principaux.
Dans l’ensemble de la base de données, on peut rechercher :
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le sous‐ensemble A des spectres ayant le pic a ;
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le sous‐ensemble B des spectres ayant le pic b ;
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puis le sous‐ensemble des spectres ayant simultanément les pics a et b en effectuant l’opération logique calculer « A ET B », ceci en utilisant l’opérateur booléen « ET » ;
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etc.
Une recherche directe sur spectres complets présente l’inconvénient de nécessiter une place mémoire importante pour stocker les milliers de points spectraux et d’être lente.
Cependant ces deux difficultés sont actuellement surmontées et il existe de nombreux logiciels et des bases de données importantes.
Une méthode de recherche peut consister à calculer pour chaque point spectral i (absorbance à la longueur d’onde i ) la valeur absolue de la différence entre l’ordonnée Ii du spectre du produit inconnu et l’ordonnée Bij du spectre...
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