Étude métrologique de solutions ioniques par spectrométrie Raman et analyses statistiques

Résumé : L’objectif de ce travail de recherche est d’étudier la possibilité d’utiliser la spectrométrie Raman dite "conventionnelle" pour l’analyse, voire le contrôle in situ de solutions ioniques et d'en déterminer les limites. Nous avons étudié différentes solutions salines, composées d'ions polyatomiques comme le nitrate (NO3-) donnant des raies Raman autour de 1000 cm-1, et d'ions halogénures (F-, Cl-, Br-, I-) qui ne possèdent pas de signature directe mais influencent de manière indirecte le spectre de l’eau. Les méthodologies proposées dans ce travail permettent une identification et une quantification des solutions salines et sont basées sur des analyses classiques de spectres à l'aide de pré-traitements (normalisation, correction de ligne de base). Les limites de détection des ions étudiés correspondent pour certains ions aux limites de potabilité de l’eau (nitrates et sulfates par exemple). D’autres substances restent impossibles à quantifier (nitrite, ammonium). Des méthodes statistiques ont ensuite été employées. Ainsi, l’analyse en composante principale (ACP) permet d’identifier la nature d’une solution saline, que l’ion présente une signature directe ou indirecte, et d'accéder aux arrangements moléculaires des ions avec l’eau. La régression PLS permet de quantifier les ions en solution à travers des modèles de prédiction. Cette méthode a été utilisée sur des solutions pures de nitrate et de chlorure avec des erreurs sur les prédictions en concentration 4 à 5 fois plus faibles que celles trouvées par les méthodes classiques. Ces méthodes statistiques ont également permis de descendre à des gammes de concentrations en ion Cl- beaucoup plus faibles (10-100 mM)
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Thèse
Chimie analytique. Université de Lorraine, 2016. Français. 〈NNT : 2016LORR0313〉
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Soumis le : mardi 20 juin 2017 - 12:25:39
Dernière modification le : mardi 16 janvier 2018 - 16:42:33

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T.H. Kauffmann. Étude métrologique de solutions ioniques par spectrométrie Raman et analyses statistiques. Chimie analytique. Université de Lorraine, 2016. Français. 〈NNT : 2016LORR0313〉. 〈tel-01498644v2〉

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