Utilisation de l’informatique en chimie analytique : bases

1. Les instruments analytiques avant l’arrivée du microprocesseur

2. Introduction du microprocesseur dans l’instrumentation analytique

2.1 Définition du microprocesseur

2.2 Architecture d’un micro-ordinateur des années 1990

2.3 Interfaces des périphériques

2.4 Prise en compte de l’informatique au sein de l’instrumentation analytique

3. Transmissions de données

3.1 Liaisons série et parallèle

3.2 Réseaux locaux

3.3 Transmissions par modem

3.4 Architecture client-serveur

3.5 Le réseau Internet

3.6 Schéma type d’un réseau d’entreprise actuel intégrant l’activité analytique

4. Stockage des données

4.1 Les fichiers

4.2 Les bases de données

5. Conclusion

Pour en savoir plus

L’informatique ne s’est réellement implantée en chimie analytique que depuis la fin des années 1960, d’une part, en contribuant au développement spectaculaire de l’instrumentation de laboratoire et, d’autre part, en permettant une exploitation à la fois plus rapide et plus complète des quelques modèles mathématiques de traitement des signaux qui, pour la plupart, existaient déjà bien avant cette époque.

Aujourd’hui, la plupart des instruments analytiques disponibles contiennent des microprocesseurs qui non seulement remplacent les composants électroniques câblés d’autrefois, mais encore permettent l’implantation de nouvelles fonctions comme un filtrage numérique du signal ou des possibilités de calcul des méthodes chimiométriques (voir nota). Subséquemment, la précision des résultats a été améliorée de manière significative. En outre, l’introduction de composants à haut niveau d’intégration a contribué fortement à l’augmentation de la fiabilité du matériel analytique.

Nota : cette définition a été proposée en 1975 lors de la création de la Chemometrics Society :

Les méthodes chimiométriques s’appuient généralement sur des méthodes mathématiques, statistiques ou informatiques connues et adaptées à la specificité de l’information chimique. Leur application nécessite presque toujours l’emploi d’ordinateurs qui trouvent ainsi un très vaste domaine d’application au laboratoire.

Enfin, les nouveaux instruments mis sur le marché, peuvent eux-mêmes être connectés à des ordinateurs puissants pouvant stocker dans des bases de données générales, données brutes ou spectres, et informations annexes permettant, si besoin était, de retrouver leur provenance. Ainsi, se trouve aujourd’hui, mise à la disposition de l’analyste, une source énorme de connaissances, dont un certain nombre de méthodes mathématiques nouvelles, elles-mêmes informatisées, permettent d’extraire le maximum d’informations.

Si l’on veut classer les différents niveaux auxquels l’informatique s’est introduite, il faut préciser tout d’abord la place que tend à occuper le laboratoire de chimie analytique moderne. À cette fin, il faut distinguer la chimie analytique et l’analyse chimique. Cette dernière inclut les opérations d’échantillonnage, de préparation de l’échantillon et la mesure proprement dite  : elle a pour but immédiat de donner un résultat d’analyse quantitatif, comme la concentration d’un constituant dans un échantillon, ou qualitatif, comme la présence ou l’absence d’un élément.

La chimie analytique, quant à elle, englobe l’analyse chimique et l’ensemble des méthodes d’interprétation des résultats ou de prise de décision : son but est de résoudre un problème dans sa généralité. Ainsi, le dosage du plomb dans un échantillon relève de l’analyse chimique  ; en revanche, évaluer et contrôler la pollution d’un écosystème par le plomb repose sur la mise en œuvre d’une méthodologie de chimie analytique. Cet article veut montrer en quoi l’informatique est aujourd’hui indispensable à la pratique quotidienne dans les laboratoires, qu’il s’agisse de faire des analyses chimiques ou de mettre en œuvre une méthodologie de chimie analytique.

À l’heure actuelle, on peut rencontrer l’informatique en chimie analytique à sept niveaux  :

Nombre des techniques abordées ici ont fait l’objet d’articles dans la littérature spécialisée ; nous insisterons donc ici, sur ce qui est spécifique pour leur mise en œuvre en chimie analytique sans entrer dans le détail de leur théorie.

Nous traitons dans cet article des bases de l’informatique mise à la disposition du laboratoire tandis que la deuxième partie de l’ouvrage [P 216] traite plus particulièrement des applications en chimie analytique.

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