Analyse par fluorescence X (FRX)
Aussi : FRX, XRF, Fluorescence X, X-ray fluorescence
Méthode d'analyse non destructive qui détermine avec précision la composition élémentaire des métaux précieux et des alliages par rayonnement X.
L'analyse par fluorescence X (FRX) – connue internationalement sous le nom de X-ray fluorescence (XRF) – est aujourd'hui considérée comme l'étalon-or de la détermination non destructive du titre. Les négociants, les affineries et les services douaniers y recourent pour analyser en quelques secondes la composition élémentaire réelle de lingots et de pièces, sans endommager ni fondre l'objet examiné.
Principe de fonctionnement
Un appareil FRX irradie la surface de l'échantillon avec un rayonnement X de haute énergie (rayonnement X primaire). Cette énergie excite les électrons des couches internes des atomes ; lorsqu'ils retombent à leur état fondamental, les atomes émettent un rayonnement secondaire ou de fluorescence caractéristique. Chaque élément possède une signature énergétique unique – le détecteur de l'appareil mesure l'intensité et l'énergie de ce rayonnement, puis en déduit les concentrations élémentaires.
Rayonnement X primaire → Excitation des électrons
→ Émission de rayonnement de fluorescence (spécifique à chaque élément)
→ Le détecteur mesure l'énergie et l'intensité
→ Le logiciel calcule le titre en ‰ ou en carats
Déroulement typique d'une mesure
- Étalonner l'appareil (le fabricant fournit des étalons de référence certifiés).
- Poser l'échantillon sur l'orifice de mesure ; la surface doit être plane et propre.
- Lancer la mesure – durée de 10 à 60 secondes selon l'appareil et la précision souhaitée.
- Lire le résultat : élément principal (p. ex. Au), métaux d'alliage (Ag, Cu, Pd) et éléments traces en pourcentage massique ou en pour mille.
Forces et limites en comparaison
| Critère | FRX | Test à l'acide | Détermination de la densité |
|---|---|---|---|
| Non destructif | Oui | Non (rayures) | Oui |
| Profondeur de mesure | Surface (10–50 µm) | Surface | Volume total |
| Précision du titre | ± 0,1–0,5 % en masse | grossière | indirecte |
| Détecte un noyau en tungstène | Non | Non | Oui (densité) |
| Coût de l'appareil | élevé (à partir de 5 000 € env.) | faible | faible |
| Utilisation sur site | possible (appareils portables) | possible | possible |
Limitation importante : la FRX n'analyse que la couche superficielle, typiquement de 10 à 50 micromètres. Une contrefaçon au tungstène – un lingot d'or avec un noyau en tungstène – peut ainsi passer inaperçue si le placage d'or est plus épais que la profondeur de mesure. Pour les lingots dépassant un certain poids, il est donc recommandé de combiner la FRX avec le contrôle par ultrasons ou la détermination de la densité selon Archimède.
Domaines d'application
- Rachat d'or de récupération et d'or de casse : les négociants déterminent le titre pendant l'entretien avec le client ; le calculateur de valeur de fusion en convertit immédiatement la valeur.
- Vérification de pièces : les pièces bullion telles que le Krugerrand ou le Maple Leaf peuvent être contrôlées quant à leur titre et à leur composition en alliage – en complément de la vérification d'authenticité des pièces.
- Contrôle industriel à la réception de marchandises : les affineries vérifient les lingots dorés et les granulés selon les normes LBMA Good Delivery.
- Contrôle douanier : les autorités utilisent des appareils portables mobiles pour vérifier rapidement les métaux précieux déclarés par les voyageurs.
Types d'appareils
Les appareils de laboratoire stationnaires (puissance de tube jusqu'à 50 W, refroidissement à l'azote liquide ou à effet Peltier) offrent la plus haute précision. Les appareils portables compacts (forme de pistolet, aussi appelés Gun-XRF) fonctionnent sur batterie et sont opérationnels en quelques secondes – idéaux pour les achats mobiles. Les appareils de vérification de pièces spécialisés tels que le Sigma Metalytics utilisent en revanche l'induction électromagnétique plutôt que le rayonnement X et ne constituent donc pas un appareil FRX à proprement parler, bien qu'ils soient fréquemment mentionnés dans le même contexte.
À retenir
La FRX fournit en quelques secondes une preuve précise et non destructive du titre – elle ne détecte cependant pas un noyau en tungstène dissimulé sous une épaisse couche d'or. Pour une sécurité maximale avec des lingots de grande taille, il est recommandé de la combiner avec une méthode volumétrique telle que la détermination de la densité ou le contrôle par ultrasons.