Pour un inspecteur, les outils, indispensables, restent les yeux, les doigts et le bon sens. Comme les équipements électroniques évoluent rapidement, il est important de garder en mémoire que de tels instruments ne peuvent que compléter et assister – mais en aucun cas remplacer- des observations visuelles et un raisonnement logique, l’organisation, la prise de notes et rédaction d’un rapport.
Rappel : Tous les instruments ont leurs limites. Ils sont précis uniquement dans certaines limites de géométrie et de température et leurs indications doivent souvent être interprétées. Correctement ajustés et utilisés, ils sont des outils précieux pour la documentation. Mal réglés ou mal utilisés, ils conduisent à des conclusions erronées et dans le pire des cas à une défaillance précoce du revêtement. L’équipement utilisé pour le contrôle de l’application du revêtement doit être transporté de manière à assurer sa protection car ils sont souvent fragiles.
La conductivité exprime la capacité d’un matériau ou d’une solution à laisser les charges électriques se déplacer librement et ainsi permettre le passage d’un courant électrique.
Conductivité – Principe physique
La conductivité électrique est l’inverse de la résistivité. Elle s’exprime en Siemens par mètre (symbole S/m) et ses sous-multiples (mS/m, µS/m…).
Pour caractériser un matériau sur sa capacité à laisser passer le courant on utilise la résistivité. Elle s’exprime en Ohm.mètre et non en ohm/mètre. La résistivité varie en fonction de la température.
La conductance d’une solution électrolytique est égale à l’inverse de la résistance de la même portion de solution. La conductance d’une solution électrolytique est donc proportionnelle au rapport S (m²) / L(m).
Dans un électrolytique, ce sont les ions qui sont responsables du passage du courant. Un courant dans une solution est dû à la circulation des ions positifs et négatifs se déplaçants en sens inverse. Chaque ion dans la solution contribue à la conductivité de celle-ci.
Parmi les meilleurs conducteurs d’électricité, il y a :
- les métaux (comme l’argent, le cuivre, l’or, le mercure ou l’aluminium) c’est le mouvement des électrons qui assure le passage du courant
- les solutions d’électrolytes (ayant des ions en solution). Pour ces dernières, la valeur de la conductivité dépend de la nature des ions présents dans la solution et de leurs concentrations. La conductivité d’une solution peut être mesurée à l’aide d’un conductimètre.
La concentration en sels dissous.
La relation entre la concentration en ions et la capacité de conduire le courant électrique fait de la conductivité une grandeur intéressante à mesurer car elle convient très bien pour déterminer la concentration en sels dissous. Le résultat de la mesure de conductivité en S/m (Siemens par mètre). On utilise les sous-multiples μS/cm et mS/cm.
Électrolyte : Une solution aqueuse est une solution dont le solvant est l’eau. Dans cette eau sont dissous certains éléments appelées solutés.
Une solution aqueuse (ex : de chlorure de sodium) est dite solution ionique ou solution électrolytique ou électrolyte.
Facteurs influents sur la conductivité d’une solution :
- La concentration : plus elle est grande, plus la conductivité de la solution est grande.
- La nature de l’électrolyte : Les ions n’ont pas tous la même aptitude à se déplacer et à conduire le courant.
- La température ambiante : lorsque la température augmente, la conductivité augmente
- La température du subjectile : car elle a un impact sur la capacité de dissolution des sels solubles…
La relation entre concentration et conductivité
Parfois dans la pratique l’unité mg/l est aussi utilisée (lecture directe du contenu en substances solides dissoutes). La relation est la suivante: 2 µS/cm = 1ppm (parts par million) = 1 mg/l. Le conductimètre a une compensation manuelle ou automatique de la température.
Calibrage de la constante de cellule
Les conditions de production font que la constante des cellules usuelles peut accuser une dispersion de ±10%. Cela peut paraître très imprécis à première vue, mais un coefficient de température mal réglé peut provoquer des erreurs de mesure.
Coefficient de température
La conductivité d’une solution dépend de la température ; c’est pourquoi une mesure correcte suppose la connaissance tant de la température que du coefficient de température de la solution à mesurer.
Salissures et dépôts
L’encrassement des électrodes donne, du fait de la diminution de leur surface, un résultat de mesure minoré.
Solutions de référence
Les solutions de référence servent au calibrage des dispositifs de mesure. Il s’agit de solutions aqueuses avec une valeur de conductivité connue.
Quelle est la précision d’une mesure?
Une réponse sur la précision des mesures est pratiquement impossible.
L’indication de la précision suppose que la valeur vraie est connue, ce qui n’est pas le cas en pratique. Ce qu’on peut estimer, c’est l’incertitude sur une valeur mesurée. La notion « d’estimation » doit toujours être associée au mot « environ », plutôt qu’à une détermination scientifique.
La précision des mesures dépend de l’appareil utilisé. Prenons l’exemple d’un équipement dont la précision est de 1 %. Donc si on est dans l’échelle 0-200, la précision est à +-2 μS/cm
L’incertitude de mesure est le plus souvent liée à la qualité du prélèvement :
Hétérogénéité de la surface (suivant l’endroit où est collée la cellule.) et de sa propreté (poussières)
La dextérité de l’opérateur qui met en œuvre le processus d’injection d’eau déminéralisée, de dissolution des sels, d’aspiration de la solution, avec donc un risque de variation d’un opérateur à l’autre.
La température du subjectile peut avoir un impact sur la capacité de dissolution des sels solubles…
Mesures divergentes
Des mesures divergentes ne sont pas à elles seules l’indication d’un défaut. La dispersion peut être causée par une altération normale de l’eau ou de la solution à mesurer, ou du processus de mesure.
- Une des raisons possibles pour lesquelles un dispositif de mesure peut donner des valeurs aberrantes peut être une compensation en température mal réglée. L’appareil de mesure réagit aux possibles variations de température avec des valeurs aberrantes.
- Autre possibilité : des valeurs décroissantes suite à un encrassement des électrodes dans les systèmes à deux électrodes pour une conductivité supérieure à 100μS/cm. Comme les dépôts augmentent la résistance des électrodes, ce qui fait diminuer le courant.
Variations brutales des mesures.
Si un écart important entre les valeurs mesurées se présente dans un intervalle de quelques minutes, une perturbation électrique est vraisemblable. Il se peut aussi que, simplement, la sonde ne soit plus immergée dans l’eau.
Écart de lecture important
Si l’écart de valeur est trop grand lors de la vérification avec la solution de référence, le nettoyage ou le remplacement de la cellule de mesure sont les seules mesures efficaces pour supprimer le défaut.
Nettoyage de l’équipement
L’agent nettoyant dépend d’abord de la nature des salissures. Dans la plupart des cas, de l’eau chaude et un peu de nettoyant ménager suffisent pour éliminer les graisses et les huiles.
Nota : Ne jamais nettoyer mécaniquement les cellules de mesure à électrodes. Tout contact mécanique endommage la surface.