Beaucoup de laboratoires de surveillance de l'environnement font la même observation lorsqu'ils prennent en charge le dosage des sels totaux dans l'eau : le temps ne se passe pas à évaporer l'eau — il se passe à atteindre le poids constant ensuite.
HJ 51-2024, Qualité de l'eau — Dosage des sels totaux — Méthode gravimétrique, est en vigueur depuis le 1er juillet 2025 et remplace HJ/T 51-1999. Elle s'applique aux eaux de surface, aux eaux souterraines, aux eaux usées domestiques et aux eaux usées industrielles.
La norme est gravimétrique : le résidu doit être séché à 105 °C ± 2 °C jusqu'à poids constant, et le poids constant n'est atteint que lorsque deux résultats consécutifs de séchage et de pesée ne diffèrent pas de plus de 0,5 mg.
En pratique, une seule détermination peut donc comporter plusieurs rounds : sécher → refroidir → peser → juger → sécher à nouveau.
Étape une : la capsule vide doit elle aussi atteindre le poids constant
On l'oublie facilement. HJ 51-2024 ne pèse pas le résidu directement ; les sels totaux s'obtiennent à partir de la masse combinée du résidu et de la capsule, moins la masse de la capsule vide.
La capsule doit donc être séchée, refroidie et pesée, la séquence étant répétée jusqu'à atteindre le poids constant. La norme exige au moins 1 h par cycle de séchage, suivie de séchages, refroidissements et pesées répétés jusqu'à poids constant. Autrement dit, le poids constant de la capsule vide constitue en soi une étape expérimentale complète.
Étape deux : l'échantillon doit lui aussi atteindre le poids constant
Ce n'est qu'une fois la capsule vide à poids constant que l'échantillon peut être ajouté. Selon HJ 51-2024, on filtre typiquement 100 mL d'échantillon d'eau sur une membrane de 0,45 μm, on l'ajoute à la capsule déjà à poids constante, et on évapore au bain-marie.
Une fois à sec, la matière organique résiduelle est éliminée au peroxyde d'hydrogène, puis la capsule repasse par le séchage à 105 °C ± 2 °C, le refroidissement et la pesée jusqu'à ce que le poids constant soit atteint.
La séquence complète est donc : poids constant de la capsule vide → évaporation de l'échantillon → traitement du résidu → poids constant de l'échantillon → calcul du résultat. C'est pourquoi la charge de travail manuelle de la méthode gravimétrique des sels totaux est loin d'être négligeable.
Où le poids constant manuel est-il le plus pénible ?
Prenons un laboratoire traitant 30 échantillons d'eau en un lot. Si chaque capsule nécessite plusieurs pesées, l'opérateur doit répéter :
- ouvrir l'étuve ;
- sortir la capsule ;
- la refroidir ;
- la porter à la balance ;
- la peser ;
- enregistrer les données ;
- décider si le poids constant est atteint ;
- la remettre à l'étuve.
Et ce n'est que l'échantillon. Le poids constant de la capsule vide doit d'abord être achevé. À mesure que la taille des lots augmente, le poids constant devient vite le goulot d'étranglement de tout le flux de travail.
Comment un système automatisé de poids constant par évaporation aide-t-il ?
Un système automatisé de poids constant par évaporation conçu pour ce flux de travail intègre évaporation au bain-marie + séchage chauffé + refroidissement automatique + pesée de précision + jugement du poids constant en un seul instrument.
Le système peut d'abord achever le poids constant de la capsule vide, puis l'évaporation de l'échantillon et le poids constant du résidu. Lorsque des résultats de pesée consécutifs satisfont la condition de poids constant configurée, il termine automatiquement la séquence de cet échantillon.
Un point mérite d'être souligné : l'erreur de poids constant de l'instrument doit être plus étroite que le seuil fixé par la norme — sinon l'automatisation devient elle-même une source d'erreur. Conçu avec une erreur de poids constant de 0,3 mg, un système laisse une marge face au critère de 0,5 mg de HJ 51-2024. Le laboratoire doit néanmoins réaliser toutes les étapes de filtration, de peroxyde d'hydrogène et de séchage, ainsi que toutes les autres exigences de prétraitement et de contrôle qualité.
Gérer les échantillons par lots
Pour un laboratoire qui traite la qualité de l'eau par lots, le nombre d'échantillons qu'un seul instrument peut gérer à la fois détermine directement le débit quotidien. Certains modèles prennent en charge jusqu'à 69 échantillons à la fois.
L'instrument ne se contente pas de remplacer une balance analytique — il regroupe des opérations auparavant dispersées entre bain-marie + étuve + dessiccateur + balance analytique + enregistrement manuel.
Ce que le poids constant automatisé apporte réellement
La valeur ne consiste pas simplement à laisser l'instrument peser à la place de l'opérateur. Elle répond à un point de douleur ancien des essais gravimétriques :
- un grand nombre de pesées répétées ;
- de fréquentes manipulations manuelles ;
- un jugement de poids constant répété ;
- la difficulté de gérer les échantillons par lots.
Pour un laboratoire ne traitant que quelques échantillons par jour, le bénéfice peut rester limité. Pour un laboratoire qui en traite des dizaines ou davantage, le poids constant automatisé supprime une part substantielle du travail répétitif.
Conclusion
La méthode des sels totaux de HJ 51-2024 est une détermination classique évaporation – séchage – poids constant – pesée.
Un laboratoire souhaitant augmenter son débit doit donc regarder au-delà de la vitesse d'évaporation et se concentrer sur les deux étapes répétitives : le poids constant de la capsule vide et le poids constant de l'échantillon.
