Quiconque manipule régulièrement de l'azote en laboratoire connaît la procédure : commander une bouteille, coordonner la livraison, renvoyer les bouteilles de gaz sous pression vides et gérer les stocks. Ces opérations sont chronophages, nécessitent de l'espace de stockage et dépendent de fournisseurs externes. Si une bouteille vient à manquer en plein milieu d'une analyse LC-MS, cela pose un réel problème.

Les laboratoires qui utilisent désormais des générateurs d'azote parlent rarement de la technologie elle-même. Ils évoquent plutôt les avantages qu'elle offre : la logistique, les interruptions, la manipulation des bouteilles sous pression.

Cet article explique comment fonctionnent les générateurs d'azote, à quelles applications ils conviennent et quels appareils sont disponibles chez häberle LABORTECHNIK.

Comment les générateurs d'azote produisent de l'azote

L'azote représente environ 78 % de l'air. Les générateurs d'azote exploitent cette propriété en traitant l'air comprimé et en séparant l'azote de l'oxygène et des autres composants. Deux méthodes sont utilisées à cet effet en laboratoire.

L'adsorption modulée en pression (PSA) utilise des tamis moléculaires de carbone qui retiennent sélectivement l'oxygène tandis que l'azote les traverse. On obtient ainsi de l'azote d'une très grande pureté – jusqu'à 99,9995 % selon l'appareil et ses paramètres. Les générateurs PSA sont particulièrement adaptés aux applications de chromatographie en phase gazeuse (GC) où une pureté maximale est requise.

La technologie membranaire repose sur un principe différent : l’air comprimé circule à travers des fibres polymères creuses, dont les parois permettent une diffusion plus rapide de l’oxygène et de l’humidité que celle de l’azote. Ce procédé, de conception plus simple, offre des puretés légèrement inférieures (jusqu’à environ 99,5 %) et convient parfaitement aux applications LC-MS nécessitant des débits élevés et une pureté modérée.

À quoi sert l'azote en laboratoire

L'azote est omniprésent dans les laboratoires d'analyse. En LC-MS, il est utilisé comme gaz de désolvatation, gaz de rideau et gaz de brouillard – des applications qui exigent un flux continu d'azote de haute pureté. Une chute de pression due à une bouteille presque vide en pleine séquence de mesure est donc loin d'être négligeable.

En chromatographie en phase gazeuse, l'azote sert de gaz vecteur ou de gaz auxiliaire. Pour les applications GC, plus l'azote est pur, mieux c'est : des traces résiduelles d'oxygène ou d'humidité peuvent endommager les colonnes de séparation ou affecter la sensibilité de détection.

De plus, l'azote est utilisé pour la vaporisation des échantillons, l'inertage des réacteurs et comme gaz protecteur pour les substances thermosensibles. Dans tous ces cas, un approvisionnement fiable et continu est essentiel.

Quels sont les arguments en faveur du passage aux bouteilles de gaz – et ceux contre ?

Les bouteilles de gaz comprimé présentent trois faiblesses qui deviennent perceptibles lors des opérations de laboratoire : le coût, la sécurité et la disponibilité.

Les coûts liés aux bouteilles d'azote ne se limitent pas au prix du gaz. Les frais de location des réservoirs sous pression, les coûts de livraison, la logistique de retour et les frais administratifs s'y ajoutent. En calculant le prix réel par litre d'azote, tous ces éléments pris en compte, le résultat est généralement bien supérieur aux coûts d'exploitation d'un groupe électrogène.

Les bouteilles haute pression doivent respecter des normes de sécurité strictes : fixation sécurisée, ventilation adéquate et inspections régulières. Dans un laboratoire, où plusieurs appareils sont souvent raccordés à une même alimentation en gaz, la chute d’une bouteille représente un risque important. Les générateurs fonctionnent à une pression nettement inférieure, éliminant ainsi ce risque.

La différence est surtout flagrante en termes de disponibilité : un générateur fonctionne 24 h/24 tant qu’il est alimenté en air comprimé et en électricité. Une bonbonne de gaz, elle, se vide – souvent au pire moment.

Équipements chez Häberle Labortechnik : PEAK Scientific

Häberle Labortechnik distribue les générateurs d'azote de PEAK Scientific, fabricant spécialisé depuis plus de 25 ans dans les générateurs de gaz pour laboratoires d'analyse. Ces systèmes sont conçus pour répondre aux exigences des systèmes LC-MS modernes et autres applications de laboratoire, en assurant un approvisionnement fiable en azote directement sur le lieu d'utilisation.

La série Solaris XE utilise la technologie membranaire et a été spécialement conçue pour une utilisation avec la LC-MS et plusieurs unités ELSD. Elle fonctionne avec des débits et une pureté variables (jusqu'à 99,5 %), peut être placée sur la paillasse, fixée au mur ou sous l'instrument, et est particulièrement adaptée aux laboratoires disposant d'une alimentation en air comprimé.

Le Genius XE associe la technologie PSA à un compresseur intégré et à une purification multi-étapes. Il a été conçu pour les applications LC-MS exigeantes nécessitant un approvisionnement continu en azote de haute pureté. Ce système garantit une qualité de gaz certifiable, une maintenance réduite et un fonctionnement totalement autonome, sans source d'air comprimé externe.

Grâce à ces solutions, PEAK Scientific répond à différentes exigences en matière de débit, de pureté et d'infrastructure de laboratoire, et offre une alternative flexible à l'approvisionnement par bouteilles de gaz sous pression.

Quel générateur pour quelle application ?

La décision dépend de trois questions : Quel niveau de pureté est requis ? Quel est le débit ? Le laboratoire dispose-t-il déjà d’une alimentation en air comprimé ?

Pour les laboratoires LC-MS disposant de débits moyens à élevés et d'air comprimé, le Solaris XE de PEAK Scientific constitue une solution performante. Les laboratoires recherchant un générateur entièrement autonome avec compresseur intégré et une pureté certifiable pour la LC-MS trouveront le Genius XE parfaitement adapté. Pour les applications exigeant une pureté et une fiabilité d'alimentation particulièrement élevées, PEAK Scientific propose différentes solutions de générateurs configurables en fonction des débits et de l'environnement du laboratoire.

Conclusion

La production d'azote sur site n'est plus une solution de niche. Dans les laboratoires utilisant régulièrement la GC ou la LC-MS, un générateur est généralement amorti en quelques années, tout en éliminant les contraintes logistiques, les contraintes de sécurité et les ruptures d'approvisionnement liées aux bouteilles sous pression.

Si vous n'êtes pas certain de l'appareil le mieux adapté à votre application et à vos exigences de débit, l'équipe de häberle LABORTECHNIK se fera un plaisir de vous conseiller.

Découvrez dès maintenant les générateurs d'azote chez häberle LABORTECHNIK →