Préparation des prélèvements

Les supports prélevés sur les lieux sont généralement de nature et de taille très

diverses. L’extraction des composés cibles contenus dans les prélèvements est une

étape importante avant toute analyse instrumentale et il existe plusieurs méthodes

de préparation des prélèvements. Chaque technique possède ses propres avantages

et inconvénients, donc le choix de la plus adaptée est fonction de l’échantillon à

analyser. Idéalement, les méthodes de préparation des prélèvements devraient avoir

les avantages suivants : (1) aisance à l’utilisation, (2) rapides, (3) peu coûteuses, (4)

applicables à une large gamme d’échantillons, (5) non destructives, (6) sans

conta-minations, (7) spécifiques à une large gamme de produits volatils, (8) extraits

repré-sentatifs du prélèvement et (9) permettant la traçabilité, ainsi que l’archivage. La

traçabilité et l’archivage sont importants dans le cadre des expertises où les résultats

pourraient être remis en cause, nécessitant une nouvelle analyse des prélèvements

(Chasteen, 2004). Il est difficile de standardiser une méthode de préparation pour

tous les échantillons, principalement à cause de la nature complexe des prélèvements

et parce que l’analyste ne sait souvent pas ce qu’il recherche (Kabir et al., 2013).

Distillation par entraînement à la vapeur. Cette méthode consiste en l’ajout d’une

quantité d’eau au prélèvement et le mélange est porté à ébullition (ASTM

E1385-00, 2000). L’entraînement du produit inflammable par les vapeurs d’eau mène à

21 2.4 ANALYSE DES PRÉLÈVEMENTS

distillat contenant le produit inflammable mélangé à l’eau forme un mélange non

miscible qui peut être séparé. Cette méthode n’est plus utilisée pour l’analyse de

débris d’incendie.

Extraction chimique par solvant. Cette méthode consiste à laver les débris d’incendie

avec un solvant (ASTM E1386-15,2015). Les liquides inflammables étant

essentiel-lement des hydrocarbures dérivés du pétrole, les solvants plus communément utilisés

sont plutôt non polaires comme le pentane, le diéthylether et le disulfure de carbone.

Cette technique d’extraction implique l’utilisation de quantités de solvant

relative-ment élevées. Une phase de concentration par évaporation doit donc être réalisée

avant toute analyse instrumentale.

Extraction de l’espace de tête. Les méthodes d’extraction de l’espace de tête sont

divisées en trois catégories : directe, passive et dynamique. Ces techniques ont des

caractéristiques communes. L’extraction de l’espace de tête est basée sur l’équilibre

thermodynamique entre un solide/liquide et sa phase vapeur dans le contenant.

L’enrichissement de l’espace de tête en vapeurs combustibles est directement lié à la

volatilité des composés. Il est possible d’influencer l’équilibre thermodynamique de

façon à favoriser la formation et la concentration des vapeurs dans l’espace de tête

par chauffage du prélèvement. Les méthodes d’extraction de l’espace de tête sont

très répandues dans les laboratoires d’analyse de débris d’incendie. L’extraction

di-rectede l’espace de tête (ASTM E1388-12,2012) prélève une portion des vapeurs de

l’espace de tête à l’aide d’une seringue avant l’injection directe dans l’appareillage

analytique. Le prélèvement peut être chauffé ou non avant l’extraction. Les

prélè-vements sont en général contenus dans les types de contenants discutés plus haut

(bocaux en verre, pots métalliques, sacs synthétiques). L’extraction passive de

l’es-pace de tête est basée sur la concentration des vapeurs sur une surface adsorbante

placée dans un contenant (ASTM E1412-12, 2012). Le système contenant le

pré-lèvement et l’adsorbant est chauffé à température fixe pendant un temps donné.

L’adsorbant le plus communément utilisé est le charbon actif qui après extraction

est thermiquement désorbé ou chimiquement désorbé par solvant (disulfure de

car-bone, diéthyléther, dichlorométhane ou pentane). D’autres adsorbants peuvent être

utilisés comme les fibres utilisées en microextraction en phase solide (SPME) ou

les tubes Tenax TAr (Scientific Instrument Services, Inc, 2015). L’extraction

dyna-mique est basée sur l’adsorption des vapeurs de l’espace de tête sur un adsorbant,

suivi d’une désorption chimique par solvant ou thermique (ASTM E1413-13, 2013).

Alors que l’extraction passive est réalisée dans un système fermé, l’extraction

dy-namique force un passage d’air ou de gaz inerte à l’intérieur du contenant dans un

système ouvert (Dolan, 2008).

Le Tableau 2.3présente une synthèse des avantages et inconvénients des techniques

d’extraction présentées ci-dessus. Le phénomène de déplacement est le résultat de la

compétition entre composés dans un espace de tête saturé en vapeurs. Les composés

ayant une plus grande affinité pour l’adsorbant sont préférentiellement fixés. Pour

les méthodes décrites, les composés plus lourds sont davantage fixés que les plus

légers résultant en un extrait non représentatif de l’espace de tête. Le phénomène

de percée peut engendrer la perte des composés, surtout les plus légers, qui ne se

fixent pas sur l’adsorbant, et sont alors entraînés par le flux de gaz inerte dans le

cadre de l’extraction dynamique.

23 2.4 ANALYSE DES PRÉLÈVEMENTS

Tableau 2.3 – Avantages et inconvénients des méthodes de préparation des

prélève-ments (inspiré de Koussiafes (2004))

Méthode d’extraction Avantages Inconvénients

Distillation par

entraînement à la vapeur

- Séparation physique visible

- Mise en place complexe, longue et coûteuse

- Peu sensible

- Destructive

- Possible contamination

Extraction chimique

par solvant

- Extrait des composés peu volatils

- Extrait une large gamme de composés

- Mise en place et coûts

- Interférences matricielles

- Destructive

- Solvants (toxicité)

Espace de tête

statique ou direct

- Mise en place aisée, rapide et peu coûteuse

- Non destructive

- Minimise les contaminations

- Représentativité de la phase gazeuse

- Peu sensible

- Non représentativité du contenu du prélèvement

- Reproductibilité

Espace de tête passif

sur charbon actif

- Mise en place aisée

- Sensibilité élevée

- Non destructive

- Minimise les contaminations

- Procédure longue et coûteuse

- Risque de phénomène de déplacement

- Solvants (toxicité)

Espace de tête passif

par SPME

- Mise en place aisée et rapide

- Sensibilité élevée

- Non destructive

- Pas de solvant

- Régénération des fibres

- Minimise les contaminations

- Procédure coûteuse

- Risque de phénomène de déplacement

Espace de tête passif

sur Tenax TA

- Mise en place aisée et rapide

- Sensibilité élevée

- Non destructive

- Pas de solvant

- Régénération des tubes

- Risque de phénomène de déplacement

- Thermodésorbeur

- Tubes coûteux

Espace de tête dynamique

sur charbon actif

- Procédure rapide

- Sensibilité

- Destructive

- Phénomène de percée et de déplacement

- Solvants (toxicité)

Espace de tête dynamique

sur Tenax TA

- Procédure rapide

- Régénération des tubes

- Pas de solvant

- Procédure relativement rapide

- Tubes coûteux

- Destructive

Dans le document Évaluation d'une approche chimiométrique non ciblée pour l'inférence de source de liquides inflammables en science forensique (Page 33-37)