Le Carbone Organique Total (COT) est une mesure de la quantité totale de carbone contenu dans les composés organiques présents dans l’eau pure et les systèmes aqueux. Le COT est une technique analytique précieuse, utilisée par les laboratoires et les organisations pour évaluer si une solution est adaptée à leurs processus. À moins d’être ultrapure, l’eau contient naturellement certains composés organiques ; il est donc essentiel d’en connaître la concentration.
Le COT est devenu un paramètre clé pour surveiller le niveau global de composés organiques présents, même s’il n’existe pas de corrélation quantitative directe entre le COT et la concentration totale de ces composés. Cela reflète l’intérêt d’un indicateur simple à mesurer, servant d’indicateur du niveau approximatif de contamination organique.
L’analyse du COT inclut les mesures suivantes :
> CT – Carbone Total
> CIT – Carbone Inorganique Total
> COP – Carbone Organique Purgeable
> CONP – Carbone Organique Non Purgeable
> COD – Carbone Organique Dissous
> COND – Carbone Organique Non Dissous
Pour calculer le COT, plusieurs approches sont possibles :
> COT = CT - CIT
> COT = COP + CONP
> COT = COD + COND
Le COT est mesuré à des concentrations très variables selon les systèmes. Le tableau ci-dessous donne une idée des niveaux de COT selon différents types d’eau. Les niveaux varient fortement, allant de quelques parties par milliard (ppb) dans l’eau ultrapure (applications en laboratoire ou microélectronique) jusqu’à plusieurs centaines de parties par million (ppm) dans les effluents ou circuits de production.
Pour de nombreux systèmes, le seul COT ne suffit pas. Les composés carbonés peuvent exister sous différentes formes, et leurs proportions peuvent être déterminantes. Voici quelques distinctions importantes :
Tableau : Niveaux de Carbone Organique Total selon différents types d’eau
Le COT est généralement mesuré en oxydant les composés organiques afin d’en quantifier les produits. Les méthodes varient selon la nature et la concentration des composés, ainsi que les exigences analytiques (vitesse, sensibilité, etc.).
Méthodes d’oxydation courantes :
Combustion à haute température (1 200 °C) dans une atmosphère enrichie en oxygène, suivie d’une mesure du CO₂ par absorption infrarouge non dispersive (NDIR).
Oxydation catalytique à haute température (680 °C) avec catalyseur de platine, suivie d’une détection NDIR.
Oxydation thermo-chimique par persulfate chauffé.
Oxydation photochimique UV + persulfate.
Photo-oxydation UV seule ou avec catalyseur. Cette méthode est la plus fiable et demande peu d’entretien pour mesurer le COT dans l’eau ultrapure.
Les méthodes par combustion sont réservées aux concentrations élevées (ppm ou plus) ou en présence de particules. L’oxydation au persulfate (avec UV ou chaleur) est très utilisée en laboratoire, pour des eaux allant de potable à pharmaceutique. Le CO₂ produit est mesuré soit par NDIR, soit par la variation de conductivité d’un flux d’eau pure.
Pour éviter les interférences, les gaz peuvent passer à travers une membrane. Le blanc du réactif doit être pris en compte, mais les niveaux de ppb restent détectables.
La majorité des analyses de COT sont faites en laboratoire, avec préparation des échantillons selon les besoins (par exemple pour le COND). Toutefois, les analyses en ligne sont essentielles pour des mesures fréquentes ou rapides, et surtout pour les concentrations inférieures à 50 ppb. En effet, l’eau ultrapure peut facilement se contaminer au contact de l’air ambiant via le CO₂, qui interfère avec la mesure.
La pureté de l’eau utilisée pour les blancs, les standards, le rinçage et le nettoyage dépend des niveaux de COT mesurés. Pour la plupart des applications, l’eau de Type II est suffisante.
Cependant, pour les mesures de COT à l’état de traces (<50 ppb), réalisées en ligne, les exigences sont très strictes. Tout type de carbone organique doit être éliminé. Le système PURELAB flex est fortement recommandé car il doté d’un contrôle intégré du COT.