L'article du mois

759

Quantification par absorption visible des colorants bleus
dans des produits du quotidien
Comparaison des méthodes d’étalonnage externe et des ajouts dosés
par Jonathan PIARD
Département de chimie
ENS Paris-Saclay - 91190 Gif-sur-Yvette

et Louana IKAMA
ENCPB - Lycée Pierre-Gilles de Gennes - 75013 Paris


D

ans cet article, une analyse a été conduite sur la quantification des colorants bleus

dans divers produits de consommation courante. Cette étude s’inscrit dans une démarche
comparative entre deux méthodes d’analyse quantitative des colorants par spectroscopie
UV-Visible : la méthode de la droite d’étalonnage externe et la méthode des ajouts dosés. L’étude
se concentre sur deux colorants spécifiques, à savoir le bleu brillant (E133) et le bleu patenté V
(E131), en analysant leurs concentrations dans divers produits de consommation ayant différentes
matrices, incluant les bains de bouche, les détergents, les bonbons, les produits cosmétiques et les
boissons. Les résultats de l’étude révèlent que, dans la plupart des cas, la méthode des ajouts dosés
est à privilégier. En outre, cette étude peut servir de matériel pédagogique pour la comparaison
de ces deux méthodes dans le cadre d’un cours de chimie analytique, car il est rare de trouver
des expériences mettant en évidence l’effet de la matrice sur les propriétés d’absorption dans la
littérature scientifique.
1. MÉTHODES DE DOSAGES
1.1. Principe de la méthode des ajouts dosés [1-2]
La méthode des ajouts dosés consiste en une méthode de dosage d’une espèce
chimique en solution. Elle constitue une alternative à la méthode de la droite d’étalonnage externe notamment lorsque le milieu contenant l’analyte (ou la « matrice »)
est complexe (i.e. constitué de plusieurs espèces) ou lorsque sa composition n’est pas
connue avec précision. La préparation de solutions étalons dans les mêmes conditions que celles de l’échantillon est alors délicate, voire impossible. L’utilisation de la
méthode des ajouts dosés prend alors tout son sens.
En pratique, cette méthode consiste à mesurer une grandeur physique (comme
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l’absorbance, le courant ou la conductivité) directement sur l’échantillon d’intérêt,
sans le modifier. Cette grandeur est liée à la concentration de la substance recherchée
(appelée analyte) tout comme pour la méthode de la droite d’étalonnage externe. Une
quantité connue de cette substance est ensuite ajoutée au même échantillon. Après
correction du volume total, la concentration ajoutée est précisément connue. Une
nouvelle mesure du signal est alors effectuée, en veillant à rester dans le domaine de
linéarité, c’est-à-dire dans une zone où le signal reste proportionnel à la concentration(1)
Dans le cas de cet article, pour des raisons pratiques, nous ferons en sorte pour
chaque ajout d’introduire dans le milieu la même concentration en analyte DC . Dans
ce dernier cas, on obtient alors la droite représentée sur la figure 1. Par extrapolation(2),
elle permet d’accéder à la concentration de l’analyte Cx (initialement inconnue). Des
informations sur la mise en œuvre de la méthode des ajouts dosés sont données dans
l’annexe disponible sur le site de l’UdPPC et dans le lien zenodo(3).

Figure 1 - Principe de la méthode des ajouts dosés [2].
Cas d’un ajout d’une même concentration ?C pour chaque ajout.

1.2. Méthode de la droite d’étalonnage vs méthode des ajouts dosés
La présence d’espèces physico-chimiques autres que l’espèce d’intérêt dans son
(1) Un des critères pour que cette méthode puisse être utilisée est l’existence d’une relation
de linéarité entre le signal S et la concentration (ou une fonction du signal, f (S) ) et la
concentration C (ou une fonction f (C) de la concentration) : S = kC (ou f (S) = k l f (C) ).
(2) L’extrapolation peut être remplacée par la détermination du rapport entre l’ordonnée à
l’origine et la pente (cf. ci-après).
(3) https://zenodo.org/records/15323339
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environnement aussi appelé « matrice »(4) peut entraîner une modification notable (augmentation ou diminution) du signal S (comme l’absorbance par exemple) donné par
l’analyte en comparaison de celui obtenu lorsque celui-ci se trouve seul dans une solution étalon (cf. droite D 1 , figure 2). Ceci conduit donc à un changement de la pente
de la droite d’étalonnage (cf. droites D 2 et D 3 , figure 2). On parle d’effet « multiplicatif ». Si de telles perturbations existent, la méthode de la droite d’étalonnage n’est alors
plus pertinente. L’environnement autour de l’analyte pour les solutions utilisées pour
réaliser la droite d’étalonnage n’est plus représentatif de celui de l’échantillon étudié
et la pente de la courbe est erronée. De plus lorsque la constitution de la matrice est
inconnue (ou mal connue) ou très complexe, il est impossible pour l’expérimentateur
de la reproduire et par conséquent de tracer une droite d’étalonnage qui prendrait en
compte ses effets. Il apparaît alors que les perturbations induites par la matrice peuvent
influer sur la droite d’étalonnage externe et donc la valeur de la concentration mesurée
par étalonnage inverse (cf. figure 2). Si tel est le cas, la méthode des ajouts dosés est
alors la méthode de choix. Il est à noter qu’un effet « additif » conduisant à l’obtention
d’un signal en l’absence d’analyte dans la matrice, ne peut être pris en compte ni par
la méthode de la droite d’étalonnage, ni par celle des ajouts dosés.

Figure 2 - Influence d’une exaltation (D 2) et d’une inhibition du signal (D 3) sur la valeur de
concentration mesurée. Si la matrice influence le signal, la droite D 1 ne peut plus être utilisée.

Il apparaît, dans un souci de rigueur, que les méthodes par ajouts dosés et droite
d’étalonnage doivent être conduites en parallèle notamment lorsque le domaine de
linéarité n’est pas connu avec exactitude. Les perturbations induites par la matrice
peuvent influer sur la droite d’étalonnage externe et donc la valeur de la concentra(4) Le terme de « matrice » se rapporte à l’ensemble de tous les constituants présents dans l’échan­
tillon dont l’analyte.
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tion mesurée (cf. figure 2, page précédente). Si l’on observe une pente similaire par la
méthode de la droite d’étalonnage et des ajouts dosés alors les effets de matrice sont
négligeables et les deux méthodes peuvent être utilisées. En revanche, s’il y a une modification de la pente entre les deux méthodes, la méthode de la droite d’étalonnage est
à proscrire, car elle conduirait à des résultats erronés (cf. figure 3).

Figure 3 - Influence de la matrice sur le signal S et conséquence sur les pentes des droites
pour les méthodes de la droite d’étalonnage externe et des ajouts dosés.

2. DESCRIPTION ET ANALYSE DES COLORANTS BLEUS ET PRODUITS COMMERCIAUX
ÉTUDIÉS
2.1. Produits et matériel
2.1.1. Produits
Bleu brillant E133 (CAS 3844-45-9), il s’agit de la forme disodique (2Na) ? Bleu
patenté V E131 (CAS 20262-76-4), il s’agit de la forme monosodique (Na) ? Produits
commerciaux de couleur bleue contenant du E133 ou du E131 ? Eau distillée ou
permutée.
Toutes les informations relatives aux produits utilisés (nom, fournisseur, format…)
sont fournies en annexe et sur le lien zenodo (cf. note 2).
2.1.2. Matériel
Spectrophotomètre visible ? Cuves en plastique (PMMA ou polystyrène) ?
Balance de précision ? Spatules ? Bécher de 50 ou 200 mL si étude des bonbons ?
Fioles jaugées 100 mL ? Fioles jaugées de 10 mL si étude du gel douche ou du liquide
vaisselle ? Micropipettes pour ajouter 10 µL et 2,5 mL.
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2.2. Colorants bleus
Les produits commerciaux étudiés dans le cadre de cette étude sont des produits
de couleur bleue, en lien avec l’intérêt porté à deux colorants – le bleu brillant FCF
(BB) et le bleu patenté V (BPV) – dont les structures sont représentées sur la figure 4.
Plus d’informations sur ces colorants sont données dans l’annexe.
A

B

Figure 4 - Structures des deux colorants étudiés :
A bleu brillant (E133 / CI 42090) et B bleu patenté V (E131 / CI 41051).

Ces colorants sont conformes aux normes de sécurité en vigueur et ont été formulés pour assurer un usage sans risque. C’est pourquoi aucune remarque particulière
ne figure sur les fiches de données de sécurité de ces produits [5]. Ils possèdent néanmoins des doses journalières admissibles (DJA) à respecter : la dose journalière admissible est définie comme la quantité d’une substance qu’un individu peut ingérer chaque
jour, sans risque pour sa santé [6]. Les doses journalières admissibles pour le bleu brillant et le bleu patenté V sont respectivement de 6 et 5 mg $ g – 1 de masse corporelle
[7-8]. Les spectres d’absorption en solution aqueuse (C = 0,030 g $ L– 1) de ces deux
colorants sont donnés sur la figure 5 (cf. page ci-après). Chaque colorant présente des
maxima d’absorption différents reportés dans le tableau 1 (cf. page ci-après). Ce même
tableau 1 indique le prix, les codes et les doses journalières admissibles des colorants.
2.3. Produits commerciaux
Au cours de cette étude, plusieurs produits commerciaux contenant du bleu
brillant ou du bleu patenté V ont été analysés. Les acronymes utilisés, les maxima
d’absorption m max (en nanomètre (nm)) et les colorants bleus présents sont reportés dans
le tableau 2 (cf. pages ci-après) pour chaque produit commercial. Il est possible à partir
des maxima d’absorption et/ou des indications fournies par le fabricant (cf. annexe)
de déterminer la présence de l’un ou l’autre des colorants dans chaque produit commercial (cf. tableau 2). Les spectres d’absorption de tous les produits sont représentés
sur les figures 7a (bleu brillant) et 7b (bleu patenté V) (cf. pages ci-après). Les maxima
variant légèrement d’un produit à l’autre, l’ensemble des analyses ont été réalisées dans
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Figure 5 - Spectres d’absorption du bleu brillant et du bleu de patenté V dans l’eau
pour une concentration de 0,030 g $ L– 1 .

Bleu brillant
Acronyme
Codes

*

Bleu patenté V

BB

BPV

E133 / CI 42090

E131 / CI 41051

131,00

85,30

m max (nm)

629

638

Doses journalières admissibles
( mg $ kg – 1 de masse corporelle)

6 [8]

5 [7]

Prix (€ pour 25 g)**

Les additifs alimentaires sont identifiés dans l’Union européenne par un code commençant par « E » suivi de trois chiffres. Un numéro CI (Color Index) est également utilisé en
Europe et dans le monde pour identifier les colorants selon leur structure chimique.
** Source des prix : Sigma-Aldrich [9].
*

Tableau 1 - Tableau récapitulatif des acronymes, codes, prix et maxima d’absorption
(en solution aqueuse) du bleu brillant et du bleu de patenté V.
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la suite à 630 et 640 nm respectivement pour les produits contenant du bleu brillant et
du bleu patenté V. Les spectres normalisés à un au maximum sont fournis en annexe et
permettent d’attester les attributions données dans le tableau 2.
A

B

Figure 6 - Spectres d’absorption des produits commerciaux analysés contenant
A du bleu brillant (E133) et B du bleu patenté V (E131).

(nm)

m max

Bleu brillant
(BB)

BD

629

?

M&M’s® bleu

MMSB

629

?

Lave-glace
(Contact®)

LG

629

?

Eau de Cologne
(Roval SAS®)

EC

629

?

Bain de bouche bleu
(Listerine®)

BBL

630

?

Liquide vaisselle
(Power hygiène - Carrefour®)

LV

631

?

Gel douche
(Nectar of beauty - Carrefour®)

GD

632

?

Bain de bouche bleu
(Alodont®)

BBA

639

Produit commercial
Boisson diététique
(Powerade® bleu)

Acronyme

Bleu patenté V
(BPV)

?

Tableau 2 - Tableau récapitulatif des produits commerciaux utilisés.
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3. PRÉPARATION DES ÉCHANTILLONS ET PROCÉDURE EXPÉRIMENTALE
3.1. Solutions mères de colorants
La première étape consiste en la préparation d’une solution mère Smère de colorant
(Smère BB pour le bleu brillant ou Smère BPV pour le bleu patenté V) de concentration
0,25 g $ L– 1 , en suivant le protocole suivant :
? peser environ exactement 0,025 g (25 mg) de colorant commercial (bleu brillant ou
bleu patenté V) dans une coupelle à l’aide d’une balance de précision (incertitude,
d = 0,0001 g ) ;
? transférer le colorant pesé dans une fiole jaugée de 100 mL (tolérance ! 0,1 ml) ;
? ajouter de l’eau distillée jusqu’à atteindre un niveau inférieur au trait de jauge ;
? agiter la solution, puis nettoyer les parois de la fiole ;
? compléter avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge, puis agiter à nouveau.
3.2. Produits commerciaux
Les produits commerciaux à analyser (cf. tableau 2, page précédente) étant déjà
sous forme liquide, aucune préparation particulière n’a été nécessaire, à l’exception du
gel douche (GD) et du liquide vaisselle (LV), dilués par un facteur de quatre dans une
fiole jaugée de 100 mL (tolérance ! 0,1 mL). La détermination de leur densité a été
réalisée en mesurant cinq fois la masse du produit commercial dans une fiole jaugée
de 10 mL.
Les bonbons M&M’s® (MMSB) étant des produits solides, un bonbon a été placé
dans un bécher contenant 120 mL d’eau afin de le décolorer et d’obtenir une solution
colorée. Le bonbon a été retiré lorsque celui-ci est devenu blanc. La solution obtenue
a alors été analysée.
3.3. Procédures pour les dosages
Pour la méthode de la droite d’étalonnage, 2,5 mL (2500 µL) d’eau distillée sont
prélevés et placés dans une cuve spectrophotométrique ce qui constitue l’échantillon
sans ajout d’analyte (C = 0 mol $ L– 1). Puis plusieurs solutions sont ensuite préparées et
analysées par des ajouts successifs de 10 µL de la solution mère Smère BB ou Smère BPV
(cf. sous-paragraphe 3.1.). La même procédure est utilisée dans le cas de la méthode des
ajouts dosés en remplaçant les 2,5 mL d’eau distillée par 2,5 mL de produit commercial
d’intérêt (cf. sous-paragraphe 3.2. et tableau 2, page précédente). Ce dernier joue dans
cette méthode le rôle d’échantillon sans ajout d’analyte.
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4. MÉTHODE DE LA DROITE D’ÉTALONNAGE EXTERNE vs AJOUTS DOSÉS
4.1. Détermination du domaine de linéarité
Pour déterminer le domaine de linéarité, des spectres à différentes concentrations
pour le bleu brillant ont été enregistrés (cf. figure 7a). Le protocole suivant a été
utilisé : placer 2,5 mL (2500 µL) d’eau distillée dans une cuve spectrophotométrique
d’un centimètre de trajet optique en plastique (cf. annexe pour les spécifications)
puis réaliser des ajouts successifs de 10 µL de solution mère Smère BB à l’aide d’une
micropipette de 10-100 µL. Des échantillons de concentrations en bleu brillant allant
de 0 à 0,0268 g $ L– 1 sont ainsi préparés. Après chaque ajout, un spectre d’absorption
entre 350 et 800 nm est enregistré. L’ensemble des spectres obtenus est donné sur la
figure 7a. Ces spectres permettent d’évaluer l’incrément en absorption après chaque
ajout de solution mère Smère (BB ou BPV). Au-delà d’une absorbance de 2,5 (cf.
figure 7a) pour le bleu brillant, un décalage de la longueur d’onde du maximum ainsi
qu’une déformation des spectres au niveau du maximum d’absorption sont observés.
Ce comportement à haute absorbance est typique d’une saturation du signal (cf.
l’article [10] pour plus d’informations sur ce point).
A

B

Figure 7 - A Spectres d’absorption à différentes concentrations dans le cas du bleu brillant –
B Évolution de l’absorbance à 630 nm en fonction de la concentration et détermination du
domaine de linéarité du bleu brillant.

L’évolution de l’absorbance à 630 nm en fonction de la concentration en bleu
brillant à partir des faisceaux de spectres (cf. figure 7a) est donnée sur la figure 7b.
Le domaine de linéarité pour le bleu brillant est établi entre 0 et 1,48 en absorbance.
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4.2. Détermination des caractéristiques de la droite d’étalonnage externe
La méthode de l’étalonnage externe consiste à préparer une série de solutions
étalons à des concentrations connues de colorants. Ces solutions sont analysées afin de
construire une droite d’étalonnage, en traçant l’absorbance en fonction de la concentration (en g $ L– 1 dans le cas de cette étude).
Connaissant le domaine de linéarité, cinq séries de mesures ont été réalisées dans
les conditions de répétabilité : même opératrice, même lieu, même appareil de mesure
et durée totale inférieure à trente minutes. Le même protocole que précédemment a
été suivi à une seule longueur d’onde (m max) et en utilisant la même solution Smère (BB
ou BPV). Par la suite, une droite d’étalonnage A (630 nm) = f (C) ou A (640 nm) = f (C)
respectivement pour le bleu brillant (BB) et le bleu patenté V (BPV) a été tracée
en utilisant la moyenne des absorbances obtenues pour les cinq séries, pour chaque
concentration. Les incertitudes associées à l’absorbance et la concentration ont, quant
à elles, été évaluées en prenant en compte les erreurs liées à la préparation des solutions
et aux performances du spectrophotomètre (cf. annexe). Afin d’évaluer la pertinence
du modèle de régression utilisé, le coefficient de détermination et les résidus normalisés
(biais(5)/(écart-type sur y)) pour chaque point ont été calculés. Nous considérons que
la régression est acceptable si le coefficient de détermination (R 2) est supérieur à 0,999
et les résidus normalisés pour chaque point compris entre – 2 et 2.
A

B

Figure 8 - Droite d’étalonnage issue de cinq séries de mesures de A S mère BB et B S mère BPV. Seuls
les points compris dans le domaine de linéarité (0-1,55) et (0-1,51) respectivement sont considérés.

Les régressions linéaires (en considérant une fonction linéaire, y = ax ) ont permis de recueillir des informations sur l’étalonnage externe du bleu brillant et du bleu
patenté V, regroupées dans le tableau 3 (cf. page ci-contre).
(5) Biais : écart entre la valeur donnée par la regression linéaire et la valeur expérimentale pour
un x donné.
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Bleu brillant
(BB)

Bleu patenté V
(BPV)

Domaine de linéarité
en absorbance

0-1,55

0-1,51

Pente a en g – 1 $ L (écart-type)

135,8
(1,4)

224,0
(3,2)

Colorant

Coefficient de corrélation
Résidus normalisés

0,9998

1,0000

Compris entre – 2 et 2
pour chaque concentration

Compris entre – 2 et 2
pour chaque concentration

Tableau 3 - Récapitulatif des données des régressions linéaires.

4.3. Méthode des ajouts dosés
Les mêmes protocoles que pour la droite d’étalonnage (cf. sous-paragraphe 4.1.)
ont été réalisés en utilisant comme solution de départ 2,5 mL (2500 µL) de produit
commercial au lieu de l’eau distillée. Des ajouts successifs de 10 µL de la solution
mère de colorant ont été effectués à l’aide d’une micropipette de 10-100 µL, ce qui
a permis d’obtenir des échantillons de concentrations variant respectivement de 0 à
0,0132 g $ L– 1 et 0 à 0,00961 g $ L– 1 pour bleu brillant et le bleu patenté V. Des faisceaux de courbes (exemple figures 9a et 10a -, page ci-après, respectivement pour les
bains de bouche bleus (Listerine®) (BBL) et (Alodont®) (BBA) et des droites de régression issues d’une série de cinq mesures (exemple figure 9b et figure 10b, page ci-après,
pour BBL et BBA) ont été obtenus(6). Les autres faisceaux de courbes et les suivis sont
donnés respectivement dans l’annexe pour l’ensemble des produits commerciaux (cf.
tableau 3).
Les régressions (selon un modèle affine y = ax + b ) réalisées ont fourni des informations sur l’ordonnée à l’origine b et le coefficient directeur a en utilisant l’équation
–b
Céchantillon = a . Dans tous les cas, l’ordonnée à l’origine b est fixée par l’absorbance
pour une concentration nulle ce qui conduit à une absence d’écart-type pour l’ordonnée à l’origine. Dans tous les cas (répétition), la présence d’un phénomène de diffusion
de la lumière(7) a été prise en compte en soustrayant la valeur de l’absorbance à 800 nm
observée pour chaque échantillon (cf. figures 6a et 6b) à la moyenne des valeurs
(6) Il est à noter que les concentrations maximales pour les faisceaux de courbes et les courbes
d’étalonnage divergent. Les faisceaux de courbes ont été réalisés uniquement pour vérifier la
faisabilité des expériences et l’absence de distorsion des spectres.
(7) Lors de l’enregistrement d’un spectre d’absorption, la diffusion de la lumière peut entraîner
une diminution de l’intensité lumineuse transmise. Cette perte, bien que non liée à une
absorption réelle, est interprétée comme telle par l’instrument et contribue ainsi artificiel­
lement au spectre d’absorption.
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A

B

Figure 9 - A Faisceau de spectres dans le cas de la méthode des ajouts dosés et
B droite d’étalonnage issue de cinq séries de mesures du bain de bouche (Listerine©) (BBL).

Figure 10 - A Faisceau de spectres dans le cas de la méthode des ajouts dosés et
B droite d’étalonnage issue de cinq séries de mesures du bain de bouche (Alodont©) (BBA).

d’absorbance pour chaque concentration. Les mêmes critères de validation du modèle
de régression que pour la méthode des ajouts dosés (coefficient de détermination est
supérieur à 0,999 et résidus normalisés pour chaque point compris entre – 2 et 2) ont
été utilisés(8). Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 4 page ci-contre (la
détermination des écarts-types v est indiquée en annexe).
(8) Seul le cas de l’eau de Cologne (EC) n’a pas respecté ces critères avec un R 2 de 0,9987 et
des résidus compris entre – 2,5 et 2,5. Pour le gel douche (GD) les résidus sont compris entre
– 3 et 3.
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155,2
(1,9)
136,7
(1,5)
138,6
(1,9)
156,4
(1,3)
144,2
(2,0)

Lave-glace
(Contact®) (LG)

Eau de Cologne
(Roval SAS®) (EC)

Bain de bouche bleu
(Listerine®) (BBL)

Liquide vaisselle dilué quatre fois
(LV)

Gel douche dilué quatre fois
(GD)
0,116

0,055

0,136

0,150

0,174

0,279

0,316

0,726

Ordonnée
à l’origine

0,006

0,0

0,001

0,0

0,002

0

0,105

0,033

Absorbance
à 800 nm

0,483
(0,002)

0,383
(0,001)

0,872
(0,001)

1,081
(0,002)

1,273
(0,002)

1,795
(0,003)

1,982
(0,006)

5,371
(0,093)

Concentration
en mg $ L– 1
(écart-type)

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1,530
(0,008)

3,488
(0,016)

0,238 mg/bonbon

Concentration initiale
en mg $ L– 1
(écart-type)

Tableau 4 - Résultats de la méthode des ajouts dosés pour tous les produits commerciaux utilisés.

238,9
(3,7)

159,3
(2,9)

M&M’s® bleu
(MMSB)

Bain de bouche
(Alodont®) (BBA)

135,2
(2,4)

Pente en
g– 1 $ L
(écart-type)

Boisson diététique
(Powerade® bleu) (BD)

Produit commercial

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5. ANALYSE COMPARATIVE : ÉTALONNAGE EXTERNE (EE) vs AJOUTS DOSÉS (AD)
5.1. Détermination de la concentration par la méthode de la droite
d’étalonnage externe (EE)
L’absorbance à 630 nm (pour les produits contenant du bleu brillant) ou 640 nm
(pour les produits contenant du bleu patenté V) pour chaque échantillon a été détérminée en utilisant l’absorbance à concentration nulle (ordonnée à l’origine) et l’écart-type
obtenus dans le cas de la méthode des ajouts dosés (cf. tableau 4, page précédente). La
concentration en bleu brillant ou en bleu patenté V de chaque échantillon a ensuite
été déterminée en utilisant les droites d’étalonnage de la figure 8 (résultats dans le
tableau 3, pages précédentes), en appliquant l’équation : A = a # C , où A représente
l’absorbance, a la pente, et C la concentration. La détermination des écarts-types v est
indiquée en annexe. Les résultats sont présentés ci-dessous et comparés aux résultats
obtenus par la méthode des ajouts dosés (cf. tableau 5, page ci-contre).
5.2. Calcul des écarts normalisés (ou score-z)
Après la mise en œuvre de chaque méthode, les scores-z pour les pentes et les
concentrations en colorant pour les deux méthodes (étalonnage externe vs ajouts dosés)
ont été calculés et sont reportés dans le tableau 5 (cf. page ci-contre) Le score-z entre deux
valeurs correspond au rapport entre le biais et l’incertitude composée selon l’expression
valeur A – valeur B
score-z = f
p.
2
2
v valeur A + v valeur B

Il permet ici de comparer les résultats issus de deux méthodes. Un résultat est considéré
comme satisfaisant et les résultats entre les deux méthodes considérés en accord lorsque
la valeur absolue du score-z est inférieure ou égale à 2,0. Des scores-z compris entre 2,0
et 3,0 indiquent un accord discutable, tandis que des scores-z supérieurs ou égaux à 3,0
traduisent des résultats qui ne sont pas en accord. Ceci peut venir d’un biais important
entre les deux méthodes (des valeurs moyennes très différentes) ou une sous-estimation
d’un ou des deux écart-types. Des mesures peu fidèles (écart-type important) peuvent
donc conduire artificiellement à un score-z faible et contrebalancer le biais. Dans cette
étude, les valeurs de score-z permettent ainsi de mesurer directement l’influence de la
matrice principalement sur le biais. On peut aussi noter que les valeurs de score-z sur
les pentes sont du même ordre que celles sur la concentration.
Pour les produits commerciaux ayant un score-z inférieur à 2, la méthode de la
droite d’étalonnage est relativement appropriée. Plus le score-z est proche de 0, plus
l’utilisation de l’une ou l’autre des méthodes est indifférent. Dans le cas d’un score-z
supérieur à 2, la méthode des ajouts dosés est alors à privilégier et la méthode de la
droite d’étalonnage à proscrire, car la matrice influe trop fortement sur la mesure de
l’absorbance et donc la détermination de la concentration.
Les résultats présentés dans le tableau 5 (cf. page ci-contre) indiquent ainsi que,
dans la majorité des cas, la méthode des ajouts dosés est à privilégier, car le score-z
Quantification par absorption visible des colorants bleus…

Le Bup n° 1077

Vol. 119 - Octobre 2025

238,9
(3,7)

0,406
(0,007)

1,004
(0,012)

1,103
(0,014)

1,281
(0,016)

2,052
(0,029)

2,326
(0,080)

5,348
(0,064)

3,1

0,516
(0,008)

Bleu patenté V (BPV)

3,5

10,7

1,2

0,4

8,2

7,3

0,2

Bleu brillant (BB)

0,483
(0,002)

0,383
(0,001)

0,872
(0,001)

1,081
(0,002)

1,273
(0,002)

1,795
(0,003)

1,982
(0,006)

5,371
(0,093)

Concentration
AD
en mg $ L– 1
(écart-type)

4,0

3,5
(3,3)

10,6
(9,5)

1,6

0,5

8,7

4,3

0,2

Score-z concentration
(concentration initiale
pour liquide vaisselle
et gel douche)

773

Jonathan PIARD et Louana IKAMA

Article scientifique et pédagogique

Tableau 5 - Tableau comparatif des résultats obtenus par la méthode des ajouts dosés et celle de l’étalonnage externe.
En vert, les scores-z inférieurs à 2 ; en orange, les scores-z compris entre 2 et 4 ; en rouge, les scores-z supérieurs à 4.

224,0
(3,2)

144,2
(2,0)

Gel douche dilué
quatre fois (GD)

Bain de bouche
(Alodont®) (BBA)

156,4
(1,3)

Liquide vaisselle dilué
quatre fois (LV)

136,7
(1,5)

Eau de Cologne
(Roval SAS®) (EC)
138,6
(1,9)

155,2
(1,9)

Lave-glace
(LG)

Bain de bouche bleu
(Listerine®) (BBL)

159,3
(2,9)

M&M’s® bleu
(MMSB)

135,8
(1,4)

135,2
(2,4)

Boisson diététique
(Powerade® bleu) (BD)

Produit commercial

Pente EE
Pente AD
Concentration EE
Score-z
en g – 1 $ L
en g – 1 $ L
en mg $ L– 1
pente
(écart-type) (écart-type)
(écart-type)

Union des professeurs de physique et de chimie

774

Union des professeurs de physique et de chimie

dépasse 2. Cependant, pour la boisson diététique (Powerade®) (BD), le bain de bouche
(Listerine®) (BBL) et l’eau de Cologne (EC), les deux méthodes peuvent être utilisées.
Pour les produits tels que le liquide vaisselle (LV) ou le lave-glace (LG) les scores-z
sont très élevés. L’effet de matrice des différents produits commerciaux est illustré dans
la figure 11. Dans le cas des bains de bouche (BBL et BBA), il est à noter que même
s’il s’agit du même type de produits, les scores-z peuvent être assez différents, car les
colorants et les matrices sont différents.

Figure 11 - Valeurs de score-z et effet de matrice pour les différents produits commerciaux
contenant du bleu brillant (BB) et du bleu patenté V (BPV).

À titre d’exemple, les résultats pour les deux méthodes sont comparés dans le cas
de la boisson diététique (Powerade® bleu) (BD) et du lave-glace (LG) respectivement
sur les figures 12a et 12b (cf. page ci-contre). Un effet de matrice faible est observé
pour la boisson diététique (Powerade® bleu) (BD) (et des scores-z faibles) avec des
A

B

Figure 12 - Comparaison des méthodes (étalonnage externe (EE) vs ajouts dosés (AD))
pour A la boisson diététique (BD) et B le lave-glace (LG).
Quantification par absorption visible des colorants bleus…

Le Bup n° 1077

775

courbes qui s’avèrent parallèles. On retrouve expérimentalement le comportement
décrit sur la figure 3a (cf. pages précédentes). A contrario, l’effet de matrice est fort pour
le lave-glace (LG) et les courbes ne sont plus parallèles. On retrouve expérimentalement le comportement décrit sur la figure 3b (cf. pages précédentes).
5.3. Cas des bonbons M&M’s®
(MMSB)
Dans le cas des bonbons M&M’s®, une forte turbidité est observée avec une valeur
à 800 nm de 0,105 à cause d’un phénomène de diffusion. Pour tenir compte de cette
turbidité, cette valeur a été soustraite à toutes les valeurs d’absorbance lors de l’analyse
précédente. Il est possible de discuter de l’influence de la non-prise en compte de cette
valeur et donc d’une contribution « additive » discutée au sous-paragraphe 1.4. Les
résultats pour les deux méthodes avec et sans prise en compte de la diffusion (absorbance à 800 nm) sont donnés dans le tableau 6 (cf. page ci-après).
On note l’importance de prendre en compte cette diffusion pour déterminer la
concentration via la méthode de la droite d’étalonnage avec un score-z de 1,9 sur la
concentration. Cette contribution additive est encore plus notable dans le cas de la
méthode des ajouts dosés avec un score-z de 5,3 sur la concentration. Le score-z sur la
pente est quant à lui nul. La valeur obtenue dans le cas de la méthode des ajouts dosés
avec correction de la diffusion constitue dans ce cas la valeur de référence. Ainsi pour
atteindre la dose journalière admissible (6 mg $ kg – 1), un·e enfant de 9 ans (28 kg [11])
devrait en réalité consommer sept cent six bonbons M&M’s® (selon les résultats obtenus
via la méthode des ajouts dosés).
CONCLUSION
Lors de cette étude, les colorants E133 et E131 ont été analysés dans diverses
matrices de produits de grande consommation tels que des bains de bouche, détergents,
bonbons, produits cosmétiques et boissons. Les résultats montrent que la méthode des
ajouts dosés est généralement préférable, sauf pour certains produits spécifiques (bain de
bouche, eau de Cologne et boisson diététique). En effet, la comparaison des concentrations obtenues par les deux méthodes révèle des valeurs de score-z souvent supérieures
à deux, atteignant jusqu’à 10,6 pour un liquide vaisselle. Ce travail propose ainsi plusieurs expériences de dosages par absorption dans le domaine du visible permettant de
montrer l’intérêt de la méthode des ajouts dosés.
REMERCIEMENTS
Les auteurs tiennent à exprimer leur gratitude à Clément Doré, technicien au
département de chimie de l’ENS Paris-Saclay, pour son précieux soutien technique
dans la réalisation de ces expériences. Ces travaux ont été menés dans le cadre d’un
Congé pour innovation pédagogique (CIP) de l’Université Paris-Saclay. Les auteurs
Vol. 119 - Octobre 2025

Jonathan PIARD et Louana IKAMA

Article scientifique et pédagogique

Union des professeurs de physique et de chimie

Quantification par absorption visible des colorants bleus…

–

135,8
(1,4)

0

159,3
(3,0)

159,3
(2,9)

–

7,2

7,3

2,7

1,9

3,100
(0,083)

2,326
(0,080)

Bleu brillant (BB)

5,3

2,642
(0,008)

1,982
(0,006)

Pente AD
Concentration EE Concentration AD
Score-z
en g – 1 $ L
en mg $ L– 1
en mg $ L– 1
pente
(écart-type)
(écart-type)
(écart-type)

–

5,5

4,3

Score-z concentration

Tableau 6 - Comparaison des résultats pour les bonbons M&M’s® entre les mesures corrigées et non corrigées dans le cas
des méthodes d’étalonnage externe (EE) et ajouts dosés (AD).

Score-z (ajouts dosés (AD))
corrigé

Score-z

M&M’s® bleu
(MMSB)
non corrigé

®

M&M’s bleu
(MMSB)
corrigé

Produit commercial

Pente EE
en g – 1 $ L
(écarttype)

776
Union des professeurs de physique et de chimie

Le Bup n° 1077

777

remercient chaleureusement l’Université Paris-Saclay et l’ENS Paris-Saclay pour leur
confiance et l’octroi de ce congé et Emmanuelle Cazayus-Claverie pour sa relecture
attentive.
BIBLIOGRAPHIE ET NETOGRAPHIE
[1] J. Piard et S. Sripathy, « Intérêt de la méthode des ajouts dosés en spectroscopie
UV-Visible d’absorption et d’émission : application aux boissons Tonic – Partie 3 :
droite d’étalonnage externe vs ajouts dosés », Bull. Un. Prof. Phys. Chim., vol. 116,
n° 1046, p. 775-794, juillet-août-septembre 2022.
[2] J. Piard, L. Nodin, F. Maisonneuve et C. Adam, « Méthode des ajouts dosés : principe et applications », Bull. Un. Prof. Phys. Chim., vol. 108, n° 965, p. 931-954, juin
2014.
[3] ECHA (European Chemicals Agency), « Bleu brillant ». Disponible à l’adresse :
https://echa.europa.eu/fr/substance-information/-/substanceinfo/100.021.219
page consultée le 26 août 2025.
[4] ECHA (European Chemicals Agency), « Bleu patenté V ». Disponible à l’adresse :
https://echa.europa.eu/fr/substance-information/-/substanceinfo/100.039.671
page consultée le 26 août 2025.
[5] ECHA (European Chemicals Agency), disponible à l’adresse :
https://echa.europa.eu/fr/home
page consultée le 26 août 2025.
[6] ILSI Europe, disponible à l’adresse :
https://ilsi.eu/publication/the-acceptable-daily-intake-a-tool-for-ensuring-food-safety/
page consultée le 26 août 2025.
[7] EFSA Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP) and al., “Assessment of the feed additive consisting of Patent Blue V for all
non-food-producing animal species for the renewal of its authorisation (VerseleLaga NV)”, EFSA Journal, vol. 22, n° 4, April 2024.
DOI : https://doi.org/10.2903/j.efsa.2024.8722
[8] EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS),
“Scientific Opinion on the re-evaluation of Brilliant Blue FCF (E133) as a food
additive”, EFSA Journal, vol. 8, n° 11, p. 1853.
DOI : https://doi.org/10.2903/j.efsa.2010.1853
[9] Sigma-Aldrich, disponible à l’adresse :
https://www.sigmaaldrich.com/FR/fr
page consultée le 26 août 2025.
Vol. 119 - Octobre 2025

Jonathan PIARD et Louana IKAMA

Article scientifique et pédagogique

Union des professeurs de physique et de chimie

778

Union des professeurs de physique et de chimie

[10] J. Piard, C. Doré et J.-P. Placial-Marzin, «Discussion sur les limites de loi de BeerLambert », Bull. Un. Prof. Phys. Chim., vol. 116, n° 1048, p. 1043-1056, novembre
2022.
[11] Proximed, disponible à l’adresse :
https://www.groupeproxim.ca/fr/article/sante/valeurs-moyennes-de-taille-poids
page consultée le 26 août 2025.
Complément de l’article
Cet article comporte un complément nommé :
? Annexe.pdf
Il est disponible sur le site de l’UdPPC sous la forme d’un fichier zippé 10770759.

Jonathan PIARD
Professeur agrégé (PrAg)
Département de chimie
ENS Paris-Saclay
Gif-sur-Yvette (Essonne)

Quantification par absorption visible des colorants bleus…

Louana IKAMA
Étudiante en 2e année
de BTS Métiers de la chimie
ENCBP
Lycée Pierre-Gilles de Gennes
Paris

Le Bup n° 1077