Le réfractomètre, cet incompris

Le réfractomètre est un instrument qui utilise certains principes optiques pour estimer la concentration d’une solution. Il est primordial de bien savoir s’en servir et d’être vigilant pour en obtenir des informations précises, car même le meilleur appareil au monde ne peut compenser une mauvaise utilisation. Ainsi, il est important de vérifier périodiquement l’étalonnage de cet appareil et d’appliquer les consignes simples d’opération.

Le principe de base

Chaque substance dissoute dans l’eau ou le sirop influence le déplacement de la lumière dans un certain volume de solution. En effet, chaque substance provoque un déplacement du parcours lumineux par rapport au parcours de l’eau pure. Le rapport entre ces deux directions est l’indice de réfraction de la substance dissoute. Plus la concentration d’une substance est élevée, plus la réfraction de la lumière est importante. Par conséquent, la mesure de l’indice de réfraction peut facilement devenir une mesure de la concentration de la substance dissoute.

Et en acériculture?

Dans l’industrie acéricole, on utilise le réfractomètre pour des solutions composites (eau d’érable, concentré, sirop), c’est-à-dire composées de plusieurs produits en solution. Par exemple, l’eau d’érable contient différents produits dont des sucres (saccharose, glucose, fructose), des acides organiques (malique, fumarique, gluconique, etc.), des minéraux (calcium, potassium, phosphore, etc.) et d’autres composés organiques. Selon sa concentration, chacune de ces substances a sa propre influence sur le parcours lumineux. L’indice de réfraction de l’eau d’érable est, en quelque sorte, la somme de l’effet de chaque constituant présent dans l’eau d’érable.

Le degré Brix

Le degré Brix d’une eau d’érable, lu au moyen d’un réfractomètre, n’indique pas strictement la teneur en sucre de l’eau d’érable. Il s’agit d’une approximation qui est d’autant plus juste lorsque cette eau d’érable ne contient presque pas d’éléments dissous autres que le sucre. Plus cette eau est minéralisée, plus elle contient de métabolites d’origine bactérienne et plus l’écart entre le véritable pourcentage de sucre et la mesure (degré Brix) risque de devenir appréciable. L’échelle « degré Brix » a été développée pour comparer plus facilement l’indice de réfraction d’une grande variété de solutions. Cette échelle utilise une solution pure de saccharose comme solution de référence. Un degré Brix représente 1 % en poids de saccharose dans la solution.

L’échelle de graduation

On choisit l’échelle de graduation du réfractomètre en fonction de la concentration en sucre des solutions que l’on veut mesurer. Compte tenu de l’utilisation particulière à laquelle est destiné le réfractomètre (eau d’érable, concentré ou sirop), la lecture doit être dans la zone de l’échelle ayant la plus haute précision, soit dans la portion centrale de l’échelle. Cette zone se situe entre le 1/4 inférieur de l’échelle et le 3/4 supérieur de l’échelle. Ainsi, pour une échelle de 0 à 20 degrés Brix, la zone de lecture la plus précise se situe entre 5 et 15 degrés Brix. Un réfractomètre ayant une échelle de 0 à 20 degrés Brix convient pour l’eau d’érable, qui se situe habituellement entre 2 et 4 degrés Brix, et pour le concentré d’eau d’érable, qui se retrouve souvent entre 6 et 11 degrés Brix.

L’appareil doit posséder un ajustement oculaire pour faciliter la lecture de l’échelle, laquelle devrait présenter une graduation minimale au 0,5 degré Brix, bien espacée (1/16 à 1/8 de pouce). Le réfractomètre est un appareil optique de précision. Par conséquent, on devrait retrouver dans son emballage, lors de l’achat, les spécifications du fabricant : certificat d’étalonnage, manuel d’utilisation et d’entretien, mises en garde, table de correction de température, etc.

La vérification de l’étalonnage

Il est important de vérifier périodiquement l’étalonnage. Pour ce faire, certains appareils sont vendus avec une trousse d’étalonnage constituée de solutions de référence ou encore, de prismes de verre de précision. Il arrive souvent que des réfractomètres soient vendus sans fiche individuelle d’étalonnage et sans trousse d’étalonnage complète (solutions de référence et procédure de vérification). Dans ce cas, nous vous proposons les procédures d’étalonnage suivantes, selon le type d’échelle.

Si les réfractomètres à eau d’érable et concentrés ont une échelle débutant à zéro,  utilisez de l’eau distillée. La lecture au réfractomètre doit être égale à zéro; sinon, ajustez à zéro selon les spécifications du manufacturier avec la vis d’ajustement.

Dans le cas d’un réfractomètre dont l’échelle débute au-dessus de zéro, ce qui est souvent le cas des réfractomètres à sirop ayant une échelle de 40 à 80 degrés Brix, il faut recourir à une solution de référence vendue par un fabricant ou un distributeur d’équipements acéricoles. Cette solution de référence est faite à base d’huile et possède un indice de réfraction de 66 degrés Brix, permettant une lecture dans la zone de plus haute précision de l’appareil, soit entre 50 et 70 degrés Brix.

Concevoir une solution de référence

À défaut d’acheter une solution de référence, on peut la préparer soi-même, quoique la procédure de fabrication demande beaucoup de précision pour obtenir une solution de saccharose à la concentration désirée de 66 degrés Brix. Le matériel requis comprend une plaque chauffante et un agitateur magnétique (pouvant être remplacés par un élément de cuisinière et une spatule de bois), de l’eau distillée, du sucre blanc et une balance de précision permettant de peser au gramme près.

  • Mettre 66 grammes de sucre dans 34 grammes d’eau distillée pour produire une solution à 66 degrés Brix de sucre à 20 °C
  • Chauffer lentement jusqu’à 60 °C en utilisant un couvercle sur le contenant. Lorsque le sucre est complètement solubilisé, laisser refroidir à la température de la pièce (20 °C)
  • Garder la solution couverte pendant le refroidissement afin d’éviter toute perte d’eau par évaporation
  • Placer la solution de référence dans de petits contenants

Procédure pour l’étalonnage

Tout d’abord, il faut bien nettoyer le prisme du réfractomètre. La température du réfractomètre et celle de la solution de référence doivent être identiques et se situer à 20 °C. Ensuite, on dépose deux ou trois gouttes de solution de référence sur le prisme du réfractomètre à l’aide d’un cure-dent ou d’une pipette, puis on referme l’appareil et on attend environ 30 secondes. Il faut ensuite noter le degré Brix et ajuster le réfractomètre, s’il y a lieu, avec la vis d’ajustement. Finalement, on procède à une nouvelle vérification.

Les erreurs à éviter

Lors de l’utilisation d’un réfractomètre et de la prise d’échantillons de sirop en vue de l’analyse, les erreurs les plus fréquemment observées sont les suivantes :

  • un instrument mal étalonné
  • une acuité visuelle déficiente (graduation trop petite, mauvais angle de visée, etc.)
  • un instrument souillé ou mal asséché
  • une eau de nettoyage trop froide ou trop chaude (la température idéale est de 20 °C)
  • un échantillon de sirop chaud placé dans un contenant non hermétique durant la période de refroidissement précédant la lecture au réfractomètre
  • un contenant d’échantillonnage mal asséché avant d’y mettre du sirop
  • un contenant d’échantillonnage qui n’a pas été agité avant son ouverture (récupération du condensat dans le bouchon)
  • un échantillon de sirop trop chaud, trop froid ou mal filtré, ce qui peut occasionner une lecture imprécise
  • une application de l’échantillon de sirop sur le réfractomètre, directement du contenant, sans utilisation d’un cure-dent

Rappelez-vous : un réfractomètre bien ajusté et adéquatement utilisé sera le meilleur de vos amis pendant le temps des sucres.

Alain Boily, agronome
Conseiller régional en acériculture

Février 2012


Dernière mise à jour : 2016-10-13

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