Étalonnage des balances analytiques et de précision
Peser au milligramme ou au dixième de milligramme ne suffit pas à garantir un résultat fiable, même si on utilise une balance de précision. Sans étalonnage adapté, même la balance de précision la plus performante peut afficher une mesure faussée. Vous comprendrez dans cette page pourquoi le calibrage est indispensable sur une balance de précision, et surtout, comment le réaliser.
Pourquoi calibrer sa balance analytique est-il si important ?
L'étalonnage des balances de précision et d'analyse est essentiel dans les laboratoires, les universités et tous les domaines où une pesée exacte à 0,1 ou 0,01 mg est attendue. Même étalonnée en usine par le fabricant, une balance de précision doit impérativement être réétalonnée une fois installée sur son lieu d'utilisation.
La raison est physique : les résultats affichés par une balance de précision sont influencés par la gravité. Si la Terre était une sphère parfaite de densité uniforme, la gravité serait constante partout. Ce n'est pas le cas : la gravité varie légèrement selon le lieu. Cette variation reste imperceptible sur une pesée courante, mais elle a un impact réel dès que l'on mesure en milligrammes sur une balance de précision.
Une expérience qui le prouve, grâce à nos partenaires
Le fabricant Kern & Sohn, dont ACT Pesage distribue les balances analytiques et numériques, a illustré ce phénomène en promenant un petit repère de référence, le « Gnome Kern », aux quatre coins du monde, sur une balance de précision étalonnée en Allemagne. Résultat : des écarts de poids mesurés selon la localisation, par exemple entre l'Antarctique, le Royaume-Uni et le Japon, une preuve concrète que l'emplacement influence la mesure. En fonction de l'endroit où vous vous trouvez, une balance de précision peut avoir des différences au moment du pesage. L'étalonnage chez vous, doit être fait sur votre balance de précision.
Quels sont les autres facteurs qui affectent la précision d'une balance de précision analytique ?
L'emplacement est le facteur principal. C'est pourquoi les manuels livrés avec les balances de précision et les balances analytiques insistent sur la nécessité d'un étalonnage dès la réception de l'appareil, une fois les balances de précision installées sur leur emplacement définitif.
Le ré-étalonnage doit également intervenir :
- en cas de changement des conditions environnementales (température, hygrométrie) ;
- à intervalles réguliers, selon une fréquence à définir avec votre technicien.
Étalonnage interne ou externe de la balance de précision : comment choisir sa balance analytique ?
Le choix d'une balance de précision et d'analyse implique de choisir entre étalonnage externe et étalonnage interne.
Fonctionnement de l'étalonnage externe d'une balance de précision :
Sur votre balance de précision, l'étalonnage s'effectue à l'aide de poids de contrôle fabriqués avec précision, sélectionnés selon la capacité et la résolution de l'instrument. À titre d'exemple, une balance de précision d'une portée de 160 g utilisera un poids de test de 150 g, tandis qu'un modèle de 220 g nécessitera un poids de 200 g. Il faut savoir que ces poids sont souvent achetés séparément, ou en même temps que votre balance de précision.
Les procédures d'étalonnage externe restent relativement simples à réaliser, les instructions étant détaillées dans le manuel de la balance de précision.
Fonctionnement de l'étalonnage interne d'une balance de précision :
Les balances de précision à étalonnage interne intègrent un poids motorisé qui permet de vérifier la précision de la pesée à tout moment, en une simple pression sur la touche CAL. Le recalibrage automatique se déclenche également dans plusieurs cas :
- lorsque la balance de précision est débranchée puis rebranchée ;
- en cas de fluctuation de température supérieure à 0,8 °C ;
- à un intervalle de temps prédéfini.
Quel est le meilleur choix pour vous, entre une balance de précision avec étalonnage externe ou étalonnage interne ?
Les balances de précision à étalonnage externe sont généralement moins coûteuses à l'achat que les balances de précision à étalonnage interne, avec des performances comparables. Le coût des poids de contrôle dépend de leur classe de précision (E1 à M3, selon l'Organisation internationale de métrologie légale).
L'étalonnage manuel d'une balance de précision, bien que simple, accapare du temps au personnel. Ce temps en l’occurrence, peut aussi être externalisé auprès d'un prestataire, moyennant un coût supplémentaire. N'hésitez pas à comparer les 2 options.
Comment calibrer une balance de précision ?
Avant de commencer tout calibrage de balance de précision :
Il est nécessaire de procéder à un temps d'adaptation sur votre balance de précision avant toute calibration. La balance de précision doit être branchée, et le délai d'attente varie selon le niveau de précision recherché :
- Précision de 0,1 mg : comptez environ 1h30 avant d'étalonner.
- Précision de 0,01 mg : le temps d'acclimatation doit dépasser 4 heures.
Les conditions atmosphériques influencent directement les mécanismes internes. Un passage d'une pièce froide à une pièce chaude rendra toute pesée immédiate inexacte.
Les étapes de la calibration, sur la balance de précision :
La précision, sur une balance professionnelle est indispensable dans de nombreux secteurs, de l'industrie pharmaceutique à l'agroalimentaire. La moindre erreur de calibrage d'une balance de précision, peut avoir de sérieuses conséquences. Pour calibrer une balance de précision, procédez comme ceci :
- Installez la balance de précision sur une paillasse propre et vérifiez sa mise à niveau.
- Allumez l'appareil.
- Fermez la cage de protection : les courants d'air peuvent perturber la pesée.
- Réalisez la calibration lorsque la balance est à température ambiante.
- Utilisez des poids OIML.
- Accédez au menu calibration (la procédure varie selon les modèles).
- Sélectionnez « calibrage de portée ».
- La masse à utiliser s'affiche à l'écran de votre balance de précision.
- Placez le poids demandé sur le plateau.
- Après quelques secondes, la balance de précision vous invite à retirer le poids.
- Recommencez l'opération si nécessaire.
- Un message de confirmation s'affiche à l'écran (par exemple « Calibration done »).
Qu'est-ce que les options InCal et AutoCal, sur une balance de précision ?
InCal, la calibration interne
InCal désigne le mode de calibration interne. La balance de précision dispose alors de deux poids certifiés, intégrés à l'appareil, qui lui permettent de se calibrer de façon autonome. À la mise sous tension, un léger bruit de moteur signale l'utilisation de ces poids par le système de mesure, suivi d'un court décompte avant utilisation.
Cette calibration interne vient en complément de l'étalonnage réalisé par un technicien certifié : si votre balance est homologuée en métrologie légale, l'option InCal ne remplace en aucun cas la vérification périodique obligatoire.
AutoCal, la calibration automatique
AutoCal correspond à la calibration automatique de l'instrument. Une fois activée, la balance de précision effectue régulièrement son étalonnage : dès qu'une variation de température de 1,5 °C est détectée, ou automatiquement toutes les 3 heures si les conditions atmosphériques restent stables.
Quelles options retrouve-t-on sur les balances professionnelles de précision ?
Au-delà de la simple détermination de la masse, ces instruments exploitent le résultat de pesée pour mesurer d'autres caractéristiques de l'échantillon étudié. Selon les modèles, vous pourrez ainsi accéder à :
- la densité ;
- le pourcentage (une information fréquemment demandée en cosmétique) ;
- le comptage du nombre de pièces.
La pesée dynamique, une option clé pour les solutions liquides
Si vous travaillez sur des solutions liquide, privilégiez une balance de précision dotée de l'option pesée dynamique. Les fluides mettent souvent du temps à se stabiliser, ce qui ralentit le processus de mesure. Cette fonction permet à la balance de précision de compenser les variations de pression liées au mouvement détecté sur le plateau. Résultat : l'écran LCD affiche rapidement une pesée exacte, sur laquelle vous pouvez vous appuyer en toute confiance.