Développement d'une méthode d'analyse quantitative du quartz dans différentes matrices par diffraction des rayons X combinée à la méthode Rietveld

摘要

La silice cristalline quartz est l'une des substances causant le plus de décès reliés aux substances chimiques en milieu de travail au Québec. Les différents intervenants québécois en hygiène du travail aimeraient dans de nombreux cas connaître son pourcentage dans les matériaux dans le but d'optimiser leur plan d'interventions en milieu de travail. La provenance des échantillons étant aussi variée que les mines, les industries des produits en pierre, les sablières et gravières, ces matrices ajoutent une complexité à la quantification de la silice cristalline dans une large gamme de concentrations allant de 0 à 100 % (p/p). Puisqu'il existe différents polymorphes de la silice cristalline et qu'elle est aussi fréquente sous forme amorphe, une technique permettant la distinction entre ces différentes formes doit être utilisée. Le but premier de cette étude était donc de développer une méthode de quantification du quartz, le polymorphe le plus abondant de la silice cristalline. Cette méthode doit convenir à plusieurs types de matrice et permettre une bonne exactitude sur la quantification du quartz sur une large gamme de concentrations. Afin de pouvoir être éventuellement utilisée dans le cadre d'analyses routinières, la méthode devait s'avérer simple d'exécution et relativement rapide. Une procédure standard a donc été mise sur pied utilisant la diffraction des rayons X sur poudre combinée à la méthode Rietveld automatisée. Des échantillons simulés de matrices diverses et de concentrations variables en quartz ont permis d'optimiser chaque étape de la méthode, du montage de l'échantillon à l'affinement Rietveld en passant par les conditions d'analyse. À la suite de tests sur dix-neuf échantillons, une erreur absolue moyenne de 1,07 % (p/p) a été trouvée pour la concentration de quartz ainsi qu'une limite de détection de 0,24 % (p/p). La qualité des résultats obtenus confirme que cette méthode s'avère efficace pour la quantification du quartz à plusieurs concentrations et dans différentes matrices. L'erreur doit toutefois être diminuée pour pouvoir aspirer à la quantification fiable de très faibles quantités de quartz. La méthode est simple et permet l'analyse complète d'un échantillon en moins d'une heure, une certaine expérience est toutefois nécessaire pour valider les résultats obtenus. ud______________________________________________________________________________ udMOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Diffraction des rayons X, Méthode Rietveld, Quartz, Analyse quantitative.