En spectroscopie FTIR, la résolution fait partie des paramètres que l’on règle parfois par habitude : 4 cm⁻¹ parce que c’est la valeur utilisée au laboratoire, 2 cm⁻¹ parce que l’on souhaite un spectre plus précis, ou 8 cm⁻¹ pour accélérer l’analyse.
Mais une résolution plus élevée produit-elle systématiquement un meilleur spectre ?
Non. La bonne résolution FTIR est avant tout celle qui permet de distinguer les informations nécessaires à votre analyse.
Alors, comment choisir entre 2, 4 ou 8 cm⁻¹ ?
Qu’est-ce que la résolution en spectroscopie FTIR ?
La résolution spectrale correspond à la capacité du spectromètre à distinguer deux bandes d’absorption proches l’une de l’autre.
Imaginez deux pics très rapprochés.
Avec une résolution insuffisante, ils peuvent apparaître comme une seule bande large. Avec une résolution plus fine, il devient possible de mieux les différencier.
La résolution s’exprime généralement en cm⁻¹.
Et il faut retenir une particularité qui peut sembler contre-intuitive :
plus la valeur en cm⁻¹ est faible, plus la résolution est élevée.
Une acquisition à 2 cm⁻¹ offre donc une résolution spectrale supérieure à une acquisition à 8 cm⁻¹.
4 cm⁻¹ : un réglage courant pour de nombreuses analyses FTIR
Pour de nombreuses analyses FTIR de routine, une résolution de 4 cm⁻¹ constitue un compromis couramment utilisé entre qualité spectrale et temps d’acquisition.
Elle permet généralement de distinguer correctement les principales bandes caractéristiques nécessaires à l’identification de nombreux matériaux.
Polymères, matières premières, contrôle qualité ou identification d’un composé : il n’est pas toujours nécessaire de rechercher une résolution extrêmement élevée.
Si les bandes utiles sont suffisamment séparées, augmenter la résolution peut apporter peu d’informations supplémentaires.
Quand utiliser une résolution de 2 cm⁻¹ ?
Une résolution plus élevée peut devenir intéressante lorsque l’on cherche à observer des bandes très proches ou des détails spectraux fins.
Passer de 4 à 2 cm⁻¹ peut notamment permettre de mieux différencier certaines structures qui apparaissent partiellement confondues à une résolution inférieure.
Ce choix peut être pertinent lorsque :
- plusieurs bandes sont très proches ;
- de faibles différences spectrales doivent être étudiées ;
- l’application nécessite une analyse plus détaillée de certaines zones du spectre ;
- un protocole analytique impose une résolution déterminée.
Mais choisir systématiquement 2 cm⁻¹ « pour avoir un meilleur spectre » n’est pas nécessairement pertinent.
Et une résolution de 8 cm⁻¹ ?
Une résolution de 8 cm⁻¹ fournit moins de détails spectraux, mais peut parfaitement convenir lorsque les bandes recherchées sont larges et bien séparées.
Elle peut également permettre de privilégier la rapidité lorsque l’objectif est une analyse simple ou répétitive.
Pour certaines applications de contrôle ou de screening, il n’est pas nécessaire de distinguer des détails spectraux qui ne seront pas exploités.
Le bon réglage dépend donc toujours de l’information recherchée.
Une meilleure résolution améliore-t-elle la qualité du spectre ?
C’est une confusion fréquente.
Résolution et qualité globale du spectre ne sont pas synonymes.
Si votre spectre présente beaucoup de bruit, passer de 4 à 2 cm⁻¹ ne résoudra pas nécessairement le problème.
Il faut alors examiner d’autres paramètres :
- le nombre de scans ;
- la préparation de l’échantillon ;
- le contact avec le cristal en ATR ;
- le choix de l’accessoire ;
- la concentration ou l’épaisseur en transmission ;
- la qualité du background.
Une résolution élevée permet de distinguer des informations plus proches. Elle ne compense pas une mauvaise préparation ou un signal insuffisant.
Résolution et nombre de scans : quelle différence ?
Ces deux paramètres sont complémentaires mais jouent des rôles différents.
Le nombre de scans intervient principalement dans l’amélioration du rapport signal/bruit grâce au moyennage de plusieurs acquisitions.
La résolution détermine la capacité à distinguer des caractéristiques spectrales proches.
Augmenter le nombre de scans ne permet donc pas de compenser une résolution insuffisante lorsque deux bandes doivent être séparées.
Inversement, augmenter fortement la résolution ne supprimera pas un bruit important.
Faut-il toujours conserver la même résolution FTIR ?
Pour des analyses comparatives, la cohérence des conditions d’acquisition est importante.
Si vous comparez plusieurs échantillons, suivez l’évolution d’un matériau ou utilisez une bibliothèque de spectres, il est préférable de travailler avec des paramètres d’acquisition cohérents et adaptés à la méthode utilisée.
Cela facilite la comparaison et limite le risque d’attribuer à l’échantillon une différence provenant en réalité des conditions de mesure.
La standardisation des méthodes devient particulièrement importante lorsqu’un même spectromètre est utilisé par plusieurs opérateurs.
2, 4 ou 8 cm⁻¹ : comment choisir ?
Plutôt que de rechercher la résolution la plus élevée possible, posez-vous trois questions :
Quelles bandes dois-je observer ? Sont-elles suffisamment séparées ? Quel niveau de détail est réellement nécessaire à mon analyse ?
Pour une identification de routine, une résolution intermédiaire peut être suffisante.
Si des bandes très proches doivent être différenciées, une résolution plus élevée peut être nécessaire.
Pour une analyse rapide portant sur des bandes larges et clairement identifiables, une résolution moins fine peut être parfaitement adaptée.
Le meilleur réglage est celui qui fournit l’information dont vous avez besoin, pas nécessairement celui qui génère le plus de données.
La qualité d’une analyse FTIR ne dépend pas uniquement du spectromètre
Résolution, nombre de scans et paramètres logiciels sont importants. Mais la qualité du résultat dépend également de tout ce qui se passe entre votre échantillon et le faisceau infrarouge.
ATR, transmission, réflexion, cellule liquide ou gaz, fenêtres optiques, préparation des poudres : la technique d’échantillonnage doit être adaptée à l’application.
Depuis plus de 60 ans, Eurolabo accompagne les laboratoires et les industriels dans le choix de leurs solutions de préparation et d’échantillonnage pour la spectroscopie infrarouge.
Nos experts peuvent vous conseiller sur le choix de vos accessoires FTIR et sur leur adéquation avec votre spectromètre, vos échantillons et vos méthodes d’analyse.
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