Un tube sorbant (ou tube adsorbant) est un tube de verre scellé garni d'un adsorbant solide : une pompe y fait passer l'air, l'adsorbant retient les vapeurs visées et un laboratoire mesure ce qui a été capté. Trois choix déterminent si le résultat est exploitable : le sorbant (imposé par votre composé cible et sa méthode, pas par une préférence), la taille du tube et sa charge (qui fixent la quantité d'air que le tube peut recevoir avant que le composé ne le traverse jusqu'à sa section arrière) et le débit et le volume d'échantillonnage. Ce guide passe chacun en revue à partir de ce que les méthodes NIOSH précisent pour le charbon actif, le gel de silice et le XAD-2, et montre où se situent les 14 numéros de pièce de tubes sorbants Zefon® qu'ERE affiche.
Dans ce guide
- Qu'est-ce qu'un tube sorbant, et quand est-ce le bon échantillonneur ?
- Quel sorbant vous faut-il : charbon actif, gel de silice ou XAD ?
- Quelle taille de tube et quelle charge de sorbant choisir ?
- Quel débit et quel volume d'échantillon utiliser ?
- Que vous apprend la section arrière sur le claquage ?
- Comment prélever, conserver et expédier un tube sorbant ?
- De quoi d'autre avez-vous besoin avec le tube ?
Qu'est-ce qu'un tube sorbant, et quand est-ce le bon échantillonneur ?
Un tube sorbant est un support de captage, et non un instrument de lecture : il conserve l'échantillon jusqu'à ce qu'un laboratoire le désorbe et le mesure. Utilisez-en un lorsque vous avez besoin d'un résultat pondéré dans le temps ou lié à une tâche pour une vapeur précise, par exemple une exposition moyenne au benzène sur un quart de travail, accompagné d'un rapport de laboratoire que vous pouvez présenter à un organisme de réglementation ou à un client.
Cela le distingue de trois outils avec lesquels on le confond souvent. Un tube de détection de gaz change de couleur sur place et donne une lecture immédiate; un sac Tedlar contient un échantillon ponctuel de gaz; et les particules sont captées sur des filtres et des cassettes. Les tubes de ce guide sont désorbés au solvant : le laboratoire extrait le sorbant avec un solvant (du disulfure de carbone pour le tube de charbon actif de la méthode NIOSH 1501) et injecte l'extrait dans un chromatographe en phase gazeuse. Les tubes à désorption thermique forment une autre famille, avec leurs propres analyseurs, et débordent le cadre de ce guide.
Les méthodes NIOSH sont des méthodes américaines : confirmez donc laquelle votre laboratoire canadien, votre autorité compétente ou votre client utilise réellement. Au Québec, le Guide d'échantillonnage des contaminants de l'air en milieu de travail de l'IRSST (8e édition, version 8.2, mise à jour en décembre 2025) traite de la stratégie d'échantillonnage, des instruments et des techniques d'échantillonnage, ainsi que de l'échantillonnage et de l'analyse par substance. Quelle que soit la référence applicable, c'est la fiche de méthode de votre laboratoire qui tranche pour le tube.
Quel sorbant vous faut-il : charbon actif, gel de silice ou XAD ?
Le sorbant doit être celui que votre méthode désigne pour votre composé : il n'existe pas de tube universel. Le charbon actif est le choix courant pour les vapeurs organiques comme les hydrocarbures aromatiques, le gel de silice pour les composés polaires comme les amines, et les résines XAD pour les composés semi-volatils comme les vapeurs de HAP. Les exemples NIOSH ci-dessous montrent à quoi chacun ressemble dans une méthode réelle, à côté des numéros de pièce Zefon® qu'ERE affiche.
| Sorbant | Ce qu'une méthode NIOSH capte avec lui | Tube prévu par la méthode | Numéros de pièce Zefon® affichés par ERE |
|---|---|---|---|
| Charbon actif de coque de noix de coco | Hydrocarbures aromatiques : benzène, toluène, éthylbenzène, xylènes, styrène et composés apparentés (NIOSH 1501) | 100 mg à l'avant / 50 mg à l'arrière, 6 mm de diamètre extérieur × 7 cm | ZE-ZST-001 (100/50 mg, 6 × 70 mm), 001B (1 000 par boîte), 002 (400/200 mg, 8 × 110 mm), 002B (1 000 par boîte), 003 (800/200 mg, 10 × 110 mm) |
| Gel de silice | Amines aliphatiques : diéthylamine et diméthylamine (NIOSH 2010) | 150 mg à l'avant / 75 mg à l'arrière, 6 mm de diamètre extérieur × 7 cm | ZE-ZST-050 (150/75 mg, 6 × 70 mm), 051 (100/50 mg, 6 × 70 mm), 054 (520/360 mg, 8 × 110 mm), 058 (1 040/260 mg, 10 × 110 mm), 060 (nettoyé spécialement, 400/200 mg, 7 × 110 mm) |
| XAD-2 | Vapeurs de HAP, derrière un filtre de PTFE (NIOSH 5506) | XAD-2 lavé, 100 mg à l'avant / 50 mg à l'arrière | ZE-ZST-080 (100/50 mg, 8 × 110 mm) |
| XAD-7, Chromosorb, Microlite | Les méthodes qui les nomment | Vérifiez votre méthode | ZE-ZST-090 (XAD-7, 100/50 mg, 6 × 110 mm), 020 (Chromosorb, 100/50 mg, 8 × 110 mm), 040 (Microlite, une section de 200 mg, 6 × 70 mm) |
Les 14 numéros de pièce sont scellés au verre, et la description de produit de Zefon indique qu'ils sont conçus pour respecter les spécifications NIOSH quant aux dimensions du tube, à la qualité du sorbant, à la granulométrie, à la composition des séparateurs et à la taille des pores. Deux mises en garde. La méthode NIOSH 5506 précise du XAD-2 lavé : confirmez donc avec votre laboratoire le degré de nettoyage et les dimensions du tube avant de supposer qu'un tube de même charge est acceptable. Et la méthode NIOSH 2010 signale que sa méthode sur gel de silice n'a été évaluée qu'en air sec, la capacité pouvant diminuer en forte humidité.
Quelle taille de tube et quelle charge de sorbant choisir ?
Partez de la taille que votre méthode a validée, puis pensez à la capacité. Le tube de charbon actif NIOSH courant mesure 6 mm de diamètre extérieur × 7 cm et contient 100 mg/50 mg de sorbant. Les tubes plus gros (8 × 110 mm et 10 × 110 mm dans la gamme Zefon, avec jusqu'à 800 mg dans la section avant en charbon actif et 1 040 mg en gel de silice) contiennent plus de sorbant, ce qui leur permet généralement de recevoir plus d'air avant que le composé ne les traverse. Mais le volume validé d'une méthode appartient au tube sur lequel elle a été validée : un tube plus gros est donc un changement à discuter avec votre laboratoire, et non une amélioration gratuite.
La quantité que peut recevoir un tube dépend aussi du composé. La méthode NIOSH 1501 publie des données de claquage (breakthrough) pour son tube de charbon actif 100 mg/50 mg :
| Composé | Débit (L/min) | Volume d'échantillon recommandé (L) | Volume de claquage (L) à la concentration indiquée |
|---|---|---|---|
| Benzène | jusqu'à 0,20 | 5 à 30 | plus de 45 à 149 mg/m³ |
| Toluène | jusqu'à 0,20 | 1 à 8 | 12 à 2 294 mg/m³ |
| Éthylbenzène | jusqu'à 0,20 | 1 à 24 | 35 à 917 mg/m³ |
| Xylènes (o-, m-, p-) | jusqu'à 0,20 | 2 à 23 | 35 à 870 mg/m³ |
| Styrène | moins de 1,00 | 1 à 14 | 21 à 1 710 mg/m³ |
Le NIOSH indique les volumes minimal et maximal à la TWA de l'OSHA (moyenne pondérée dans le temps) : considérez-les comme des chiffres de planification. Il avertit aussi que les interactions entre analytes peuvent réduire les volumes de claquage, tout comme une forte humidité.
Quel débit et quel volume d'échantillon utiliser ?
Le volume d'échantillon est le débit multiplié par la durée, et c'est la méthode qui fixe la plage. La méthode NIOSH 1501 prévoit de 0,01 à 0,2 L/min pour les hydrocarbures aromatiques; la méthode NIOSH 2010 de 0,01 à 1,0 L/min et de 3 à 30 L pour les amines sur gel de silice; la méthode NIOSH 5506 2 L/min et de 200 à 1 000 L pour les HAP sur un filtre suivi d'un tube de XAD-2. Trois exemples chiffrés :
- Toluène, quart de travail complet. Le maximum de 8 L du NIOSH réparti sur 480 minutes donne environ 0,017 L/min (17 mL/min), au-dessus du minimum de 0,01 L/min que recommande la méthode. À 0,20 L/min, les mêmes 8 L sont atteints en 40 minutes.
- Benzène, quart de travail complet. 0,05 L/min pendant 480 minutes capte 24 L, soit dans la plage de 5 à 30 L.
- HAP. À 2 L/min, de 200 à 1 000 L représentent de 100 à 500 minutes d'échantillonnage, ce qui exige une pompe capable de maintenir 2 L/min malgré la résistance du filtre et du tube.
Toutes ces méthodes commencent de la même façon : étalonner la pompe avec un tube représentatif en ligne, car le tube ajoute une résistance au débit que vous réglez. Le choix de la pompe compte surtout à faible débit : consultez notre guide d'achat de pompes d'échantillonnage d'air, ou le guide de location si le mandat est court. Pour faire fonctionner deux tubes à la fois à des débits indépendants, l'échantillonneur de tube de sorbant à port double Zefon® Gemini® règle chaque port séparément, jusqu'à 0,001 L/min, et fonctionne avec une pompe capable de fournir 1,5 L/min à une contre-pression de 25 pouces d'eau. La description de produit de Zefon note que l'utilisation de tubes en double à des débits différents protège contre le claquage lorsque la concentration dépasse les attentes.
Que vous apprend la section arrière sur le claquage ?
La petite section arrière sert à vérifier le claquage. La plupart des tubes contiennent deux sections séparées par un bouchon de mousse : la section avant capte le composé, et la plus petite section arrière retient ce que l'avant n'a pas pu retenir. Dans le tube de la méthode NIOSH 1501, l'avant contient 100 mg et l'arrière 50 mg, avec un bouchon de mousse d'uréthane de 2 mm entre les deux, et le laboratoire désorbe et analyse les deux sections dans des fioles distinctes.
La règle est simple : si la section arrière contient plus du dixième de ce que contient la section avant, la méthode NIOSH 1501 demande de signaler un claquage et une perte possible d'échantillon. Une partie du composé a pu s'échapper : la concentration rapportée peut donc être sous-estimée. La solution est un échantillon plus court, un débit plus faible ou un tube de plus grande capacité, convenu avec votre laboratoire, suivi d'un nouvel échantillonnage.
L'humidité compte aussi. La méthode NIOSH 1501 note qu'une forte humidité peut réduire les volumes de claquage, et la méthode NIOSH 2010 note que le gel de silice peut avoir une capacité réduite en forte humidité et n'a été évalué qu'en air sec. Si vous échantillonnez dans une zone de procédé humide, discutez avec votre laboratoire d'un échantillon plus court ou d'un tube plus gros avant de commencer.
Comment prélever, conserver et expédier un tube sorbant ?
Étalonnez, cassez les pointes au dernier moment, échantillonnez à un débit connu, fermez, gardez au froid et joignez des blancs. Les étapes ci-dessous suivent les méthodes NIOSH 1501, 2010 et 5506; la fiche de méthode de votre laboratoire a préséance.
- Confirmez le tube et la plage de débit avec votre laboratoire. Demandez quelle méthode le laboratoire appliquera et quels tube, débit et volume d'échantillon elle prévoit.
- Étalonnez la pompe avec un tube représentatif en ligne. Les méthodes NIOSH 1501, 2010 et 5506 commencent toutes ainsi, car le tube ajoute une résistance au débit que vous réglez.
- Cassez les deux extrémités juste avant l'échantillonnage. Cassez les pointes de verre scellées immédiatement avant d'échantillonner, puis raccordez le tube à la pompe avec un tuyau flexible. Installez-le comme l'indique son étiquette, de sorte que la petite section arrière se trouve en aval de la section avant, du côté de la pompe.
- Échantillonnez à un débit connu pendant la durée prévue. Notez le débit ainsi que les heures de début et de fin, afin que le laboratoire puisse convertir la masse mesurée en concentration dans l'air.
- Fermez le tube avec des bouchons de plastique et emballez-le solidement. La méthode NIOSH 1501 précise des bouchons de plastique, et non de caoutchouc.
- Gardez-le au froid et expédiez-le avec des blancs. La méthode NIOSH 1501 indique 30 jours à 5 °C pour les hydrocarbures aromatiques, la méthode NIOSH 2010 exige une expédition réfrigérée avec un agent réfrigérant en sachet, et la méthode NIOSH 5506 demande d'envelopper le tube dans du papier d'aluminium et de l'expédier avec un agent réfrigérant. Joignez des blancs de terrain à chaque série : 10 % des échantillons pour la méthode NIOSH 1501, de 2 à 10 par série pour la méthode NIOSH 2010 et de 3 à 10 par série pour la méthode NIOSH 5506.
Laissez l'extraction au laboratoire. La méthode NIOSH 1501 désorbe le charbon actif dans du disulfure de carbone, qu'elle décrit comme toxique et extrêmement inflammable, et elle signale le benzène comme cancérogène présumé. Les deux se manipulent sous une hotte.
De quoi d'autre avez-vous besoin avec le tube ?
Le tube n'est qu'un maillon de la chaîne d'échantillonnage : il faut une pompe qui maintient le débit prescrit, un tuyau flexible, un support (ou le Gemini si vous voulez deux tubes sur une même pompe), un moyen de vérifier le débit et un laboratoire pour analyser l'échantillon. ERE fournit le volet échantillonnage dans sa collection d'échantillonnage de l'air. Indiquez-nous le composé cible, la référence de la méthode et la durée d'échantillonnage, et nous choisirons le tube, le support et la pompe, et nous confirmerons ce qui peut être approvisionné si votre méthode nomme un tube qui ne figure pas sur la fiche de produit.
Besoin d'aide pour choisir un tube sorbant ?
ERE Inc. est le spécialiste canadien de l'équipement environnemental depuis plus de 30 ans. Indiquez-nous le composé cible, la référence de la méthode et la durée d'échantillonnage, et nous choisirons le tube, le support et la pompe.
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Foire aux questions
Quelle est la différence entre un tube sorbant et un tube de détection de gaz ?
Un tube sorbant capte un échantillon qu'un laboratoire analysera, ce qui donne un résultat pondéré dans le temps que vous pouvez documenter. Un tube de détection de gaz change de couleur sur le terrain et donne une lecture instantanée. Ils répondent à des questions différentes : choisissez selon que vous avez besoin d'un résultat de laboratoire ou d'une lecture immédiate.
Combien de temps peut-on conserver un échantillon sur tube sorbant ?
Cela dépend de l'analyte et de la méthode. La méthode NIOSH 1501 indique 30 jours à 5 °C pour les hydrocarbures aromatiques sur charbon actif, la méthode NIOSH 2010 précise que la stabilité sur gel de silice n'a pas été déterminée et exige une expédition réfrigérée, et la méthode NIOSH 5506 indique une stabilité inconnue et recommande de protéger les échantillons de HAP de la chaleur et des rayons UV. Demandez son délai de conservation à votre laboratoire et expédiez le tube au froid.
Peut-on utiliser un tube plus gros pour échantillonner plus longtemps ?
Seulement si votre méthode ou votre laboratoire le permet. La capacité dépend de la masse de sorbant et du composé : sur le tube de charbon actif 100 mg/50 mg de la méthode NIOSH 1501, le toluène traverse à 12 L alors que le benzène tient au-delà de 45 L. Le volume validé d'une méthode vaut pour le tube sur lequel elle a été validée : convenez donc de tout changement avec le laboratoire au préalable.
Quel débit faut-il utiliser avec un tube sorbant ?
C'est la méthode qui le fixe. La méthode NIOSH 1501 prévoit de 0,01 à 0,2 L/min pour les hydrocarbures aromatiques, la méthode NIOSH 2010 de 0,01 à 1,0 L/min pour les amines sur gel de silice, et la méthode NIOSH 5506 2 L/min pour les HAP. Étalonnez la pompe avec un tube représentatif en ligne avant d'échantillonner.
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