Club Utilisateurs HORIBA – JOBIN YVON 28 septembre 2006

1. Club Utilisateurs HORIBA – JOBIN YVON 28 septembre 2006

2. Spectromètre XGT 1000WRApplicationsPremier retour d’expérienceDominique OSTER

3. Le LNE en bref

4. Panorama LNE 750personnestrès qualifiées 55 000 m2de laboratoires 9 implantations 25 M€d'investissementsen 5 ans

5. Panorama LNE Nos métiers Essais et Analyses Etalonnages et assistance en métrologie Etudes et Recherches Certification de produits et d’entreprises Formation Notre champ d’action Instruments de mesure Produits industriels Produits de consommation Emballage Construction Transport Santé Environnement

6. Expression du besoin auLNE • Qualité et sécurité des produits • Sécurité électrique et compatibilité électromagnétique • Articles de bricolage et de loisir • Jouets et produits pour l’enfance • Éclairage • Impactés par les Directives DEEE et RoHS • Essais et expertises chimiques • RoHS = Chimie • Peut-on faire des prestations RoHS ?

7. Les exigences RoHSDirective 2002/95 • Exigences sur les matériaux : • Tous les matériaux entrant dans la constitution des équipements soumis à la Directive DEEE sont concernés (hormis certains cas particuliers) • Exigences sur les éléments ou substances : • Plomb, Mercure, Chrome(VI) limités à 0.1 % maximum • Cadmium limité à 0.01 % maximum • Composés bromés PBB, PBDE limités à 0.1 % maximum • Exigences sur les méthodes d’analyse : aucune

8. La Problématique RoHS (produit fini) • Grand nombre de prélèvements • Une multitude de matériaux et de formes • Des « microéchantillons » dans certains cas • Des matières de composition de base inconnue • Des échantillons hétérogènes (composants électroniques, pièces avec revêtements) • Exhaustivité du contrôle • La spéciation analytique : cas du Cr(VI) vis à vis du Cr total et des PBB et PBDE vis à vis du brome total et des composés bromés autorisés • Le coût du contrôle – le temps passé

9. Exemples d’éléments décomposés

10. Une réponse adaptée : la fluorescence X • Applicables aux métaux, polymères, verre, solutions • Directement sur l’échantillon solide • Selon la technique et l’appareillage, préparation on non spécifique de l’échantillon • Concerne le mercure, le plomb, le cadmium, le chrome total et le brome (RoHS) + les autres constituants élémentaires • Mesure finale : fluorescence X à dispersion d’énergie (ED-XRF) ou de longueur d’onde (WD-XRF) • Validation-contrôle par Matériaux de Référence (en l’absence : screening)

11. Avantages recherchés • Préparation d’échantillon réduite • Rapidité d’exécution – flux d’analyse important • Analyse ciblée ou locale (soudures par exemple) • Information sur les matériaux hétérogènes ou les revêtements • Information semi-quantitative sur la composition globale des matériaux • Possibilité de « retest » + facile

12. Notre choix XGT-1000WR

13. Caractéristiques de base Tube RX guidé : faisceau 1.2 mm Puissance max : 50 kV –1000 µA Détecteur Si Éléments Si à U Sensibilité max. pour éléments RoHS Étalonnage multipoints Corrections logiciel Pas de contrainte d’échantillon Visualisation coaxiale de la zone irradiée et photographie Mesure à pression atmosphérique Temps de mesure : 1-3 min

14. Échantillons en position de mesure

15. Exemple de fichier de résultats

16. Des essais préliminaires d’évaluation

17. Répétabilité cadmium108 – 48 – 27 ppm

18. Comparaison XGT – ICP sur le cadmium

19. Cas du plomb dans l’acier et les alliages cuivreux • Exemptions des exigences générales : • Plomb dans l’acier accepté jusqu’à 0.35 % • Plomb dans les alliages cuivreux jusqu’à 4 % • XGT : 4.7 à 5.0 % - ICP solution : 4.8 %

20. Services • Les applications directement utilisables • Directive RoHS : Pb, Cd, Hg, Cr, Br • Cd plastiques : Cd (< 100 ppm) • Directive 94/62 emballage : somme Pb, Cd, Hg, Cr < 100 pm • Analyse semi-quantitative rapide : composition approchée de matériaux métalliques, charges de plastiques, dépôts, peintures

21. Comparaison potentiel XGT/ICP XGT 1000 WR Temps court Tout échantillon Toute matrice Analyse locale (ex: soudure) Analyse quantitative et semi-quantitative - screening Cas de la RoHS : exhaustivité des contrôles envisageable Cas particulier : spéciation non réalisable (Cr VI – Polybromés) Analyse voie humide ICP Temps long (préparation, digestion, analyse) Problème des petites masses Matrice à connaître pour l’attaque et le milieu des solutions –étalons Pas d’analyse locale possible Analyse quantitative et semi-quantitative Contre-analyse de référence Cas de la RoHS : exhaustivité des contrôles inenvisageable Cr VI et polybromés non dosables

22. Dosage PBB & PBDE • Pour répondre complètement à la conformité RoHS, les polybromobiphényles (PBB) et les polybromodiphényléthers (PBDE) doivent être dosés spécifiquement, les autres composés bromés restant autorisés • Nécessite des méthodologies spécifiques • Extraction + GC-MS • Extraction + HPLC/UV • (une identification préalable du matériau de base par IR peut être nécessaire pour le choix des solvants d’extraction) • Info sur les protocoles dans le projet de guide IEC ACEA

23. L’offre RoHS du LNE • Analyse quantitative ED-XRF sur équipement dédié et optimisé HORIBA XGT 1000WR – Pb, Cd, Cr, Hg, Br • En cas d’incertitude ou besoin de validation par une autre méthode spectrométrie d’émission de plasma ICP - Pb, Cd, Cr, Hg • Quantification Cr(VI) par spectrophotométrie (si nécessaire) • Quantification PBB/PBDE réalisable par LNE-ASIA (extr. GC-MS) • Rapport d’essai sur la conformité – photographies des prélèvements – données de non conformité

24. Règles de décision

25. Conclusion • L’analyse RoHS est notablement différente de l’analyse traditionnelle et requiert des moyens et des méthodologies dédiés • L’analyse RX au moyen de l’analyseur XGT est la technique qui réunit le plus d’avantages • Une validation par une seconde méthode est appliquée dans certaines situations • Des analyses de spéciation (CrVI, composés bromés) peuvent être nécessaires en complément • Il faut être vigilant sur l’exhaustivité des prélèvements réalisés