Spectrométrie à étincelle : vraiment destructive ou simple préjugé ?

La spectroscopie à étincelle est une méthode d'analyse chimique des matériaux métalliques établie depuis des décennies. Elle permet une détermination rapide et précise de la composition élémentaire. Elle est utilisée, entre autres, dans l'assurance qualité, le contrôle des processus et les contrôles à la réception des marchandises. Dans l'industrie métallurgique en particulier, elle est considérée comme un outil fiable pour garantir que les matériaux répondent exactement aux spécifications requises.

Malgré ces avantages, la spectrométrie à étincelle souffre encore aujourd'hui d'une réputation critique. La raison en est la marque de brûlure qui apparaît à la surface du métal lors de l'analyse. Comme celle-ci est visible à l'œil nu, la méthode est souvent qualifiée de « destructive », sans que l'on se demande vraiment si et dans quelle mesure les propriétés du matériau sont réellement affectées. 

C'est précisément là qu'intervient une approche différenciée, développée en collaboration avec la Technische Hochschule Mittelhessen (THM), l'université des sciences appliquées.  Car même si le point de fusion modifie l'aspect visuel de la pièce, la question cruciale se pose : cet effet local a-t-il un impact négatif sur les propriétés du matériau ? Ou la fonctionnalité, la structure et la résistance du matériau de la pièce sont-elles préservées ?

Dans ce qui suit, nous examinons de plus près la marque de brûlure et évaluons si les traces visibles sont automatiquement synonymes de dommages matériels importants, afin de déterminer si la spectrométrie à étincelle peut réellement être considérée comme une méthode d'essai destructive ou non. Les résultats de nos investigations peuvent également être consultés dans notre note technique : "Une marque de brûlure sans conséquences ?

Dans la spectrométrie à étincelle, la composition chimique d'un métal est déterminée par une brève décharge d'étincelles.  Celle-ci crée un plasma à travers lequel est émis un rayonnement spécifique à l'élément du matériau analysé – c'est le principe d'une analyse précise des matériaux. Le plasma n'agit sur le matériau que pendant une courte période.

La marque de brûlure qui en résulte est très petite et n'affecte qu'une zone limitée. Des études montrent que la profondeur de la marque de brûlure varie entre 45 et 75 micromètres selon le matériau. À titre de comparaison, de nombreux processus de fabrication courants tels que le soudage, la découpe ou le fraisage ont un impact beaucoup plus important sur les matériaux, souvent sur plusieurs millimètres.

La refonte provoquée par l'étincelle est localement très limitée. Les zones plus profondes du matériau ne sont absolument pas affectées.

Les mesures effectuées à différents endroits ne montrent aucune variation significative de la dureté. Les différences  sont uniquement dues à l'homogénéité microstructurale naturelle du matériau et non à la formation de la marque de brûlure.

Particulièrement pertinent pour de nombreux matériaux : la résistance à la corrosion des aciers inoxydables n'est pas affectée par la marque de brûlure. Même dans des conditions extrêmes, aucune corrosion ne se produit au niveau de la marque de brûlure - contrairement aux zones fortement affectées par la chaleur, telles que les soudures ou les bords coupés.