Instruments de mesure volumétrique au laboratoire types, applications, certifications et normes
La mesure de volumes fait partie des opérations de base au laboratoire ; pour cela, une large gamme d’instruments de mesure volumétrique de BRAND est disponible. Sur cette page, vous trouverez un rapide aperçu des principales familles d’instruments, des applications typiques ainsi que des notions clés liées à la précision, aux normes, et à leur utilisation, en vous appuyant sur plus de 75 ans d’expérience de BRAND dans le domaine des instruments de mesure volumétrique.
- Qu’est ce qu’est un instrument de mesure volumétrique ?
- Quels types d’instruments de mesure volumétrique existe-t-il ?
- À quoi servent les instruments de mesure volumétrique au laboratoire ?
- Comment les instruments de mesure volumétrique se distinguent-ils ?
- Que faut-il prendre en compte lors de la manipulation d’instruments de mesure volumétrique en verre ou en plastique ?
- Quelles certifications existent pour les instruments de mesure volumétrique ?
- Quelles normes s’appliquent aux instruments de mesure volumétrique ?
- Sources
- Foire aux questions (FAQ)
Qu’est ce qu’est un instrument de mesure volumétrique ?
Les instruments de mesure volumétrique au laboratoire (que ce soit en chimie ou en biologie) sont des instruments de mesure spéciaux permettant de mesurer et de doser des liquides avec la meilleure exactitude possible, ou de les transférer. Ils font partie des moyens de contrôle et de mesure, c’est-à-dire des instruments grâce auxquels des grandeurs importantes (p. ex. concentration, teneur, titre) peuvent être obtenues ou vérifiées de manière fiable. Ils servent notamment à la préparation des analyses de liquides et à l’analyse proprement dite.
Point important : au laboratoire, le volume n’est souvent pas seulement une « grandeur auxiliaire », mais fait partie de la valeur mesurée (p. ex. lors d’un titrage). C’est pourquoi les instruments de mesure volumétrique se distinguent fondamentalement des béchers gradués ou des récipients de mesure type ménagers : ils sont conçus selon des normes, des limites d’erreur, un mode d’ajustage (In/Ex) et une température de référence, et doivent être surveillés et étalonnés régulièrement, en particulier dans des environnements réglementés.
Encadré :
Quels types d’instruments de mesure volumétrique existe-t-il ?
Au laboratoire, plusieurs appareils standards se sont imposés. Ils se distinguent notamment par le fait qu’ils fournissent un volume cible fixe ou des volumes partiels ajustables, par leur mode de calibration et par l’influence de la lecture et de la manipulation (ménisque, temps d’écoulement/temps d’attente, mouillage) sur le résultat.
Les principaux types d’instruments de mesure volumétrique en verre ou en matière plastique sont :
Outre les instruments de mesure volumétrique en verre ou en matière plastique décrits ici, les appareils de manipulation de liquides selon la norme DIN EN ISO 8655 (p. ex. Dispensette®, Transferpette® ou HandyStep®) font également partie des instruments de mesure volumétrique. Ils utilisent un piston (piston à déplacement positif) et reposent donc sur un principe de fonctionnement différent de celui des instruments de mesure volumétrique en verre ou en matière plastique.
À quoi servent les instruments de mesure volumétrique au laboratoire ?
Les instruments de mesure volumétrique sont nécessaires dès qu’un volume doit être réglé de manière précise ou qu’il sert de grandeur de mesure. C’est le cas partout où les résultats analytiques (p. ex. concentrations ou facteurs de dilution) découlent directement du volume. Pour choisir l’instrument adapté, une distinction simple est utile : préparation des échantillons (volume comme référence) par rapport à analyse (volume comme partie de la valeur mesurée).
1. Lors de la préparation de l’analyse
Dans la préparation des échantillons, il s’agit le plus souvent d’amener un échantillon à un volume défini ou de transférer des volumes de manière reproductible :
- Solutions étalons & séries de dilution : les fioles jaugées (volume fixe) sont la référence, car le volume sert soit de base pour déterminer la concentration (solutions à analyser), soit, dans les séries de dilution, à obtenir des concentrations définies. Ces dernières sont nécessaires pour l’étalonnage d’appareils tels que les spectromètres (UV/VIS, AAS, AES, OES, IR, MS, etc.) ou les chromatographes (HPLC, GC, etc.).
- Avant une titration (une possibilité d’analyse), des pipettes jaugées sont utilisées pour transférer les solutions à analyser.
- Additions définies (tampon, indicateur, réactifs) : pipettes jaugées (fixe) ou pipettes graduées (variable) — selon qu’un même volume est toujours nécessaire ou qu’un travail plus flexible est requis.
- Préparation de mélanges : les éprouvettes de mesure/de mélange peuvent constituer une alternative pratique lorsque plusieurs solutions sont combinées en volumes partiels définis (avec le compromis « confort / précision »).
2. Lors de l’analyse proprement dite
Dans de nombreuses méthodes, le volume ajouté avec précision ou le volume consommé fait partie intégrante de la mesure, p. ex. lors d’une titration. On utilise alors des instruments comme les burettes ou les burettes à zéro automatique, pour lesquels le réglage précis, une bonne manipulation et la lecture du volume sont déterminants.
Au laboratoire, ces instruments sont importants car de petites erreurs de volume peuvent modifier les concentrations et donc fausser les résultats. De nombreux instruments de mesure volumétrique sont donc conçus pour des volumes spécifiques, des classes de précision et des applications.
En un coup d’œil : application & appareil adapté
Application
Appareil adapté
Fiole jaugée
Pipette jaugée
Pipette graduée
Burette / burette à zéro automatique
Éprouvette de mesure/ de mélange
Comment les instruments de mesure volumétrique se distinguent-ils ?
Les instruments de mesure volumétrique se distinguent principalement par le type de volume (fixe / variable), l’ajustage (In / Ex, ou TC / TD), la classe de précision (A / B) et le matériau (verre / matière plastique).
Les 4 distinctions les plus importantes sont :
1. Volume fixe / Volume variable
- Volume fixe : un trait de jauge unique indique le volume nominal pour la préparation reproductible ou le transfert d’un volume fixe. La forme combine un grand corps (pour la majeure partie du volume) et un col mince et cylindrique de petit diamètre (p. ex. fioles jaugées et pipettes jaugées).
- Volume variable : une échelle continue permet de régler et de lire différents volumes partiels. Le corps cylindrique, de section plus grande, reflète la limite d’erreur correspondante à chaque volume le long de l’échelle (p. ex. burettes, pipettes graduées, éprouvettes de mesure/de mélange).
2. In / Ex ou TC / TD
- In : l’instrument est fabriqué de sorte qu’il contienne le volume nominal. Lors du transvasement, il reste toujours un résidu de liquide.
- Ex : l’instrument est fabriqué de sorte qu’il délivre le volume nominal. Après l’écoulement, une quantité résiduelle définie peut rester dans l’instrument. Un temps d’attente prescrit peut faire partie de la spécification et doit être respecté.
En un coup d’œil : les instruments de mesure volumétrique et leurs principes de mesure
Instrument
Ajustage
Principes
Ex / TD
Petite section, volume fixe
Ex / TD
Grande section, volume variable
In / TC
Petite section, volume fixe
In / TC
Grande section, volume variable
Ex / TD
En règle générale petite section, volume variable
Encadré :
3. Classe A / classe B
- Classe A (AS/AW) : désigne la classe de précision la plus élevée, donc les plus petites limites d’erreur. Les instruments de cette classe conviennent lorsque de faibles incertitudes de mesure sont exigées (p. ex. travaux d’étalonnage, applications analytiques). Les fioles jaugées à col large possèdent un col de section légèrement plus grande et sont marquées AW, car elles présentent une limite d’erreur légèrement supérieure à celle des fioles jaugées de classe A. Les instruments de classe AS sont toujours ajustés Ex. Le suffixe « S » signifie écoulement rapide.
- Classe B : les tolérances sont plus grandes qu’en classe A et sont prévues pour des travaux de préparation où la vitesse, la robustesse ou les coûts priment. Ici aussi, il existe des fioles jaugées à col large qui, en raison de la section plus grande et de la limite d’erreur accrue qui en résulte, sont marquées BW.
Plus la section (diamètre intérieur au niveau du trait de jauge) est grande, plus l’erreur absolue est élevée !
DIN EN ISO 384: MPE ≥ 0,25 x π x D2 x (0,4 + 0,01 D)
(formule simplifiée) MPE = limite d’erreur
D = diamètre intérieur au trait de jauge
4. Verre / matière plastique
- Verre (pour les instruments de mesure volumétrique, généralement du verre borosilicaté ou du Verre de chimie) : très stable dimensionnellement, avec une faible dilatation thermique. Il est transparent et offre une grande résistance chimique aux acides, aux bases ou aux solutions aqueuses, à l’exception de l’acide fluorhydrique (HF). Les instruments en verre ne modifient leur volume que très lentement, notamment du fait du nettoyage.
- Matière plastique (p. ex. PP, PMP, PS) : nécessaire lorsque le verre est inadapté (p. ex. avec du HF ou, selon l’élément/la matrice, en analyse de traces : bore, aluminium), mais impliquant d’autres limites en termes de résistance chimique et thermique que le verre. La matière plastique se caractérise par une grande résistance à la rupture et un poids plus faible. Le PMP et le PFA sont également utilisés pour des instruments répondant aux limites d’erreur de la classe A.
Encadré :
Que faut-il prendre en compte lors de la manipulation d’instruments de mesure volumétrique en verre ou en plastique ?
Lors de la manipulation, les points clés suivants sont importants :
Lire correctement le ménisque
Lorsqu’ils sont correctement lus, les instruments de mesure volumétrique en verre sont les instruments les plus précis
pour la mesure de volumes au laboratoire.
Pour savoir comment lire correctement le ménisque, cliquez ici.
Manipulation correcte
Les prescriptions relatives aux temps d’attente, à l’angle et à l’essuyage influencent le volume délivré avec précision et doivent être respectées selon l’instrument.
Plus d’infos sur la manipulation des différents instruments de mesure volumétrique.Respecter la température de référence
Le volume indiqué se rapporte à la température de référence figurant sur l’instrument (généralement 20 °C), à laquelle il a été étalonné. Pour des résultats aussi exacts que possible, il convient de respecter la même température autant que possible. En cas d’écarts importants par rapport à la température de référence, les variations de volume liées à la température doivent être prises en compte dans les calculs.
Assurer la propreté et le mouillage
Des résidus (p. ex. films gras ou taches de calcaire/poudre) perturbent le mouillage et faussent le ménisque.
Avant utilisation : nettoyer, rincer et sécher.
Pour en savoir plus sur le bon nettoyage des appareils de laboratoire, cliquez ici.
État de contrôle et d’étalonnage
Avant chaque utilisation, un contrôle visuel doit être réalisé (p. ex. fissures, bords ébréchés, échelle endommagée).
Indépendamment de cela, des vérifications d’étalonnages périodiques doivent être effectués régulièrement conformémentà la surveillance des moyens de mesure.
Quelles certifications existent pour les instruments de mesure volumétrique ?
En principe, on distingue les certificats qualité (certificats de lot et certificats individuels), les déclarations de conformité et les certificats d’étalonnage. Tous les certificats documentent la traçabilité, l’exigence de traçabilité augmentant du certificat de lot au certificat individuel puis au certificat d’étalonnage DAkkS. En outre, le marquage DE‑M indique la conformité avec la réglementation allemande sur la métrologie légale (Mess‑ und Eichverordnung).
Certificats qualité
Informations de base :
- fabricant
- produit
- numéro de lot
- moyenne
- écart type
Informations supplémentaires :
- méthode de mesure
- moyens de contrôle
- opérateur et date
- Certificat de lot (étalonnage usine selon DIN EN ISO 4787)
Contenu : moyenne et écart type du lot, date, traçabilité des moyens de contrôle
Base : normes produit telles que DIN EN ISO 1042 (fioles jaugées), 4788 (éprouvettes graduées), 385/648/835 (burettes/pipettes)
Usage : travaux de routine lorsque la preuve par lot est suffisante
- Certificat individuel (étalonnage usine par instrument)
Contenu : valeurs d’essai pour l’instrument individuel concerné
Avantage : traçabilité claire au niveau série/instrument
Usage : lorsque des preuves individuelles sont exigées
- Certificat USP (certificat de lot ou individuel)
Objet : confirmation des limites d’erreur de l’United States Pharmacopeia
Usage : analyses et procédures avec référence explicite à l’USP
Certificat d’étalonnage DAkkS (par un laboratoire accrédité)
Objet : preuve d’étalonnage indépendante et accréditée, avec traçabilité
Usage : expertises (p. ex. médico-légales, médicales, techniques), exigences réglementaires, obligations liées à l’accréditation
Chez BRAND, vous pouvez, sur demande, obtenir de nombreux instruments de mesure volumétrique directement avec un certificat d’étalonnage DAkkS, issu de notre laboratoire d’étalonnage accrédité selon DIN EN ISO/IEC 17025.
Déclaration de conformité
Marquage DE‑M (domaine de métrologie légale)
Signification : conformité avec la réglementation allemande sur la métrologie légale
Pertinence : pour les instruments conservés ou utilisés dans un domaine soumis à réglementation: Conformity with the German Measuring Instruments Ordinance
Relevance: For instruments that are kept available or used in the legally regulated sector
Selection guide at a glance
Routine avec traçabilité générale → certificat de lot
Traçabilité spécifique à l’instrument → certificat individuel
Obligations pharma/USP → certificat USP (lot ou instrument)
Expertises (notamment dans le domaine public) → certificat d’étalonnage DAkkS
Quelles normes s’appliquent aux instruments de mesure volumétrique ?
Pour les instruments de mesure volumétrique, il existe une norme générale de base, des normes produit spécifiques à chaque type d’instrument et une norme d’essai centrale pour l’étalonnage et l’application :
Qu’est-ce qui est décrit ?
Où est-ce décrit ?
DIN EN ISO 384
DIN EN ISO 385/ 648/ 835 / 1042/ 4788/ 5215
DIN 12681
DIN ISO 3507
ISO 6706
DIN EN ISO 4787
Recommandations / ouvrages / normes d’autres domaines / etc.
Aperçu des exigences pour les différents instruments de mesure volumétrique :
Instrument (verre/matière plastique)
Norme ISO
Norme USP/ASTM
DIN EN ISO 648 (verre)
USP chapitre 31 / ASTM E969
DIN EN ISO 835 (verre)
USP chapitre 31 (ASTM E 1293)
DIN EN ISO 1042 (verre)
DIN EN ISO 5215 (matière plastique)
USP chapitre 31 / ASTM E 288
DIN EN ISO 4788 (verre)
ISO 6706/ DIN 12681 (matière plastique)
USP chapitre 31 (ASTM E 1272)
DIN EN ISO 385 (verre)
USP chapitre 31 / ASTM E 1189 & 287
Détails sur la comparaison : G.I.T. Laboratory Journal 9–10 / 2013, pp. 33–35
Sources
Jander Jahr Maßanalyse (17e édition)
G.I.T. Laboratory Journal 9-10 / 2013, pp 33-35
Foire aux questions (FAQ)
Les instruments de mesure volumétrique BLAUBRAND® offrent une précision contrôlée (classe A/AS), des certificats fiables et des matériaux durables fabriqués en Allemagne. Chaque instrument volumétrique en verre est ajusté individuellement chez BRAND. En outre, BRAND utilise des encres de marquage de qualité qui, associées au procédé de cuisson, ont été développées spécifiquement pour les instruments volumétriques en verre et garantissent une bonne lisibilité même après de nombreux cycles de lavage. Cela permet d’obtenir des résultats reproductibles.
L’abrasion du verre provient principalement du nettoyage. Pour en savoir plus sur le thème du nettoyage des instruments de mesure volumétrique, cliquez ici.
La température de référence, pour BLAUBRAND 20 °C, est le point de référence fixe sur lequel l’ajustage des instruments de mesure volumétrique est basé. Cela signifie que le volume et les tolérances se rapportent à 20 °C. Si l’on travaille à une autre température, des écarts supplémentaires apparaissent et doivent être pris en compte via des corrections documentées. D’un point de vue physique, le volume du liquide varie avec la température. L’instrument est lui aussi soumis à cette dépendance, de sorte que la température de référence assure la comparabilité. Si l’on travaille à une autre température, des écarts supplémentaires apparaissent et doivent être pris en compte via des corrections documentées.
Les instruments volumétriques en verre sont utilisés pour la plupart des applications de laboratoire, car ils sont stables dimensionnellement, résistants chimiquement et très précis. Les instruments en matière plastique sont utilisés lorsque le verre est inadapté, par exemple lors de travaux avec de l’acide fluorhydrique (HF) ou dans certaines analyses, notamment en analyse de traces.
En particulier en raison du nettoyage régulier, une abrasion progressive du verre se produit. Son ampleur dépend de plusieurs facteurs : durée de nettoyage, température, type et concentration du détergent ainsi que pH de la solution de nettoyage utilisée. Plus la sollicitation est longue et intensive, plus l’abrasion peut être importante.
Cette perte de matière de quelques micromètres entraîne des variations de volume et ne peut généralement pas être détectée. Pour s’assurer que les instruments de mesure volumétrique continuent de satisfaire la précision requise, ils doivent être contrôlés régulièrement.
La différence réside principalement dans la précision de mesure. Les instruments de mesure volumétrique tels que les fioles jaugées, les éprouvettes graduées ou les pipettes sont étalonnés et conçus pour des déterminations de volume précises. Ils possèdent des limites d’erreur définies et sont utilisés pour des travaux quantitatifs au laboratoire.
Les béchers gradués servent en revanche surtout à estimer grossièrement ou à préparer des quantités de liquide. L’échelle, avec environ +/- 10 %, est nettement moins précise et n’est pas adaptée à des mesures volumétriques exactes.
