Reposant sur une plate-forme entièrement repensée, l’analyseur de la taille des particules Mastersizer 3000 de Malvern Instruments affiche à la fois une dynamique de mesure allant de 10 nm à 3,5 mm, et une compacité accrue.
Dans le domaine de l’analyse de la taille des particules, les utilisateurs recherchent en premier lieu des appareils de laboratoire compacts, en raison du manque de place sur les paillasses, et disposant d’une dynamique de mesure toujours plus grande. « D’après les résultats de l’enquête que nous avons menée pour le développement du nouveau Master-sizer, nos clients veulent pouvoir analyser des particules dont les dimensions sont inférieures à 100 nm et, surtout, monter en taille, jusqu’au millimètre, pour l’analyse des sols, des sables, etc. », constate Michel Terray, directeur marketing et applications de Malvern Instruments France.
Un banc optique “replié sur lui-même”
Fort de ces réflexions, le fabricant américain a ainsi introduit le granulomètre laser Mastersizer 3000 en remplacement du Mastersizer 2000 introduit fin 1998. Ce dernier avait évidemment connu des évolutions matérielle et logicielle, sans changement extérieur, mais sa plate-forme ne permettait plus d’atteindre les caractéristiques recherchées en termes de spécifications, d’encombrement, etc. Le principe de mesure de la taille des particules reste inchangé. Il repose sur la technique de diffraction laser. Un échantillon dispersé génère un faisceau diffusé dont l’intensité est mesurée en fonction de l’angle pour calculer la distribution en taille des particules.
Au lieu d’être aligné, le banc optique du Mastersizer 3000 est en fait “replié sur lui-même”, d’où le gain d’encombrement de l’appareil (690×300×450 mm). Il intègre désormais également un miroir dichroïque pour travailler avec deux lasers, l’un émettant une lumière rouge de longueur d’onde de 633 nm et un second de lumière bleue à 470 nm pour étendre les performances dans les tailles inférieures au micron. Un réseau de détecteurs compacts installés en zones de dispersion arrière, latérales (entourant la cellule de mesure) et dans le plan focal complète le banc optique.
Cette configuration assure ainsi notamment une large étendue de mesure, comprise entre 10 nm et 3,5 mm, une précision meilleure que 1 %, un temps de mesure inférieur à 10 s typique. «Autre spécification importante, la fréquence d’acquisition de données atteint désormais 10 kHz, autorisant des mesures précises et reproductibles, même dans le cas d’échantillons à très large distribution de tailles», explique Michel Terray. Le nouveau granulomètre se distingue également par un banc optique robuste vis-à-vis d’un encrassement et d’une dérive, et par une cellule de mesure, thermostatée ou non, conçue pour être ouverte sans outils, d’où très facile à nettoyer.
Quatre nouveaux accessoires de dispersion
Malvern Instruments a par ailleurs profité du lancement du Mastersizer 3000 pour développer une nouvelle gamme d’accessoires de dispersion pour une préparation de l’échantillon, quel que soit le type de matériau. «Nous avons porté une attention toute particulière sur la préparation et la dispersion, étapes essentielles à une bonne analyse. Cela s’est traduit par l’introduction d’une unité de dispersion à sec et de trois unités par voie liquide, par une sortie de pompe vers la cellule de mesure conçue de telle manière à ce que toutes les particules subissent la même puissance ultrasonore, par des cuves en polymères et non plus en métal, etc.», indique Michel Terray.
On trouve ainsi l’Aero S pour la dispersion des poudres sèches, aussi bien cohésives que fragiles. De conception modulaire avec des Venturi interchangeables pour une maintenance plus aisée et une gamme de trémies d’alimentation pour différents volumes d’échantillon, il assure un contrôle précis de la pression de dispersion, à ±0,1 bar près, pour des tailles de particule comprises entre 100 nm et 3,5 mm. Pour les analyses nécessitant une désagglomération plus douce, les utilisateurs ont le choix parmi les unités de dispersion par voie liquide (dispersant aqueux ou organique) Hydro EV, Hydro LV, Hydro MV. L’Hydro EV intègre une pompe centrifuge en immersion et un agitateur pour une dispersion dans un bécher standard de 250, 600 ou 1 000 ml. Avec un volume maximum de 600 ml, l’Hydro LV est destiné aux grosses particules et aux distributions les plus larges. Quant au Hydro MV, il est plutôt destiné aux applications où les quantités sont limitées (volume de dispersant de 120 ml) et les dispersants non aqueux sont nécessaires.
Cédric Lardière
