Brevet FR3088432A1 — publié le 20200515

DISPOSITIF DE CARACTÉRISATION D'UN MATÉRIAU LIQUIDE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine général de la caractérisation d'un matériau liquide. Elle concerne toute technique de caractérisation d'un matériau liquide et d'analyse de surface nécessitant une surface d'analyse représentative, stable et renouvelable du liquide. A titre d'exemples, l'invention peut être utilisée avec des techniques de spectrométrie comme la technique de spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) et à d'autres techniques d'analyse de surface comme la pyrométrie. De façon préférentielle, l'invention est appliquée au domaine de l'analyse spectrale d'un matériau liquide mettant en oeuvre une technique de spectroscopie, et notamment la spectrométrie plasma induite par laser (encore appelée LIBS pour « Laser I nduced Breakdown Spectroscopy » en anglais). L'invention peut être appliquée à haute température ou à température ambiante. Par exemple, elle peut être appliquée à des matériaux à haute température comme les métaux fondus (aluminium, acier, zinc, sodium, ...), les sels fondus, les verres liquides dans un four de vitrification, et aux liquides à basse température comme l'eau, les huiles, entre autres. L'invention peut être utilisée pour différentes applications telles que la purification des métaux, de l'eau, des huiles, de produits consommables liquides, entre autres. L'invention est tout particulièrement concernée, mais non exclusivement, par le domaine de l'analyse spectrale en ligne par technique LIBS des métaux en fusion, et spécifiquement des métaux en fusion fortement oxydables, comme par exemple le silicium, l'aluminium ou le zirconium. Elle peut ainsi s'appliquer par exemple à l'analyse de la composition chimique du silicium liquide en fusion durant sa purification par des procédés métallurgiques, pour son utilisation ultérieure, par exemple dans l'industrie photovoltaïque. 2 L'invention propose ainsi un dispositif de caractérisation d'au moins un matériau liquide, un ensemble comportant une enceinte d'au moins un matériau liquide et un tel dispositif de caractérisation, ainsi qu'un procédé de caractérisation associé. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans le cadre de l'élaboration des cellules photovoltaïques, le silicium est le matériau le plus couramment utilisé. Il intervient ainsi dans la fabrication des cellules photovoltaïques dites « cristallines », c'est-à-dire qui sont à base de monocristaux de silicium ou de polycristaux de silicium. Toutefois, la présence d'un taux élevé d'impuretés dans le silicium métallique 10 liquide est néfaste pour l'effet photoélectrique parce qu'elle favorise la recombinaison des porteurs de charges, ce qui influence leur durée de vie et ainsi le rendement des cellules photovoltaïques. Aussi, il est primordial de pouvoir contrôler le taux d'impuretés du silicium. Pour obtenir le matériau silicium à la pureté requise pour son application, il 15 est possible d'utiliser des procédés métallurgiques (tels que par exemple la solidification dirigée, l'évaporation réactive, entre autres) dans lesquels le silicium métallurgique passe par une phase liquide en fusion, et est purifié par exploitation de propriétés physiques des impuretés du silicium (coefficients de partage entre phase liquide et phase solide ou liquide, propriétés de volatilité, par exemple) ou exploitation de propriétés de réactivité 20 des impuretés du silicium (traitement par plasma, par exemple). Toutefois, afin d'obtenir le silicium à la pureté requise, la connaissance de la composition chimique du métal en fusion et la cinétique de purification doivent être maîtrisées et passent donc par une connaissance précise de l'évolution des concentrations en impuretés dans le matériau au cours du temps de traitement. 25 De façon habituelle, l'analyse des composants du matériau silicium au cours de son traitement de purification est réalisée par prélèvement, dans le métal en fusion, d'un échantillon à l'aide d'un contenant généralement en graphite dans lequel le silicium est solidifié, démoulé, puis envoyé pour son analyse. Néanmoins, cette procédure classique d'analyse du matériau n'est pas entièrement satisfaisante, et en particulier n'est 3 pas adaptée pour le contrôle en continu de la pureté du métal en fusion, car elle exige des étapes de préparation préalables d'échantillons qui nécessitent du temps et présentent des coûts élevés. Aussi, au vu de ces limitations, il est apparu souhaitable de pouvoir mettre au point un outil d'analyse en ligne in situ des composants du matériau silicium, et des métaux liquides, de façon à réduire ainsi le temps d'analyse, les coûts et à assurer un contrôle continu de la composition chimique du matériau au cours du temps. De la sorte, il est possible de n'avoir besoin d'aucun prélèvement du bain de métal liquide et de donner une information en temps réel sur sa composition. 10 Pour ce faire, dans la perspective de l'analyse chimique et du diagnostic d'un matériau donné, le laser constitue un outil privilégié car il permet d'effectuer des opérations de détection et d'identification dans des conditions d'environnement très variées. De plus, les mesures réalisées par une technique laser présentent de nombreux atouts, et peuvent permettre une analyse in situ, sans prélèvement ni contact, ainsi 15 qu'une rapidité d'acquisition des informations et l'utilisation pour des analyses locales ou à distance. Parmi les techniques existantes utilisant un laser, la spectrométrie plasma induite par laser (dénommée « technique LIBS ») constitue une méthode analytique physique bien connue, utilisée pour l'analyse des constituants d'un matériau afin de le 20 caractériser, et représente une technologie parmi les plus prometteuses pour le contrôle en ligne de la composition d'un bain métallique en fusion. La technique LIBS est typiquement utilisée pour permettre une analyse rapide, directe (sans préparation d'échantillons) et en ligne de matériaux sous forme solide, liquide ou gazeuse. Elle met ainsi en oeuvre l'ablation-laser d'un matériau pour créer un plasma, puis la technique 25 spectroscopique pour l'observation et l'analyse du spectre d'émission lumineuse du plasma afin de déterminer les composants du matériau. Plus précisément, la technique LIBS implique la focalisation d'une impulsion laser vers la surface du matériau à analyser, qui provoque la formation d'un micro-plasma. Ce micro-plasma se forme quasiment de façon immédiate, c'est-à-dire alors que 30 l'impulsion laser n'est pas terminée. A la fin de l'impulsion laser, les espèces atomiques et 4 ioniques du micro-plasma se désexcitent et réémettent alors un rayonnement qu'un analyseur, i.e. un spectromètre, capte et traduit afin d'obtenir un spectre décrivant les espèces chimiques qui composent le matériau. Ainsi, la technique LIBS peut permettre l'identification, grâce à la longueur d'onde d'émission, et la quantification, grâce à l'intensité d'émission, des composants présents dans le matériau à analyser. De plus, la technique LIBS permettant de réaliser une analyse à distance, elle s'avère tout particulièrement adaptée pour l'analyse des matériaux à l'état fondu à haute température, et notamment pour l'analyse du silicium en fusion, et l'analyse des matériaux ne pouvant pas être manipulés car représentant un 10 danger potentiel. Aussi, dans le cas des métaux en fusion, tels que le silicium présenté précédemment, la technique LIBS est susceptible de fournir en temps réel l'évolution de la composition chimique du matériau, et notamment la teneur en impuretés du silicium métallurgique en fusion au cours de ses différentes étapes de purification. Diverses solutions ont ainsi déjà été envisagées dans l'art antérieur pour 15 mettre au point l'analyse en ligne de métaux en fusion par le biais de la technique LIBS. Ainsi, dans l'article intitulé « I mpurity detection in solid and molten silicon by laser induced breakdown spectroscopy », Sarah Darwiche et al, 2012, Spectrochimica Acta Part B, Volume 74-75, pages 115-118, les auteurs ont énoncé le principe de base consistant à focaliser une impulsion laser sur la surface d'un bain de métal en fusion, en 20 particulier du silicium, et à collecter le signal émis par le plasma généré à raide d'un détecteur. Le dispositif optique de mesure et le laser sont alors placés à distance suffisante du bain de métal en fusion afin d'éviter un endommagement éventuel par les flux de chaleur. Dans le cadre de cet article, l'analyse du silicium en fusion a été réalisée à distance de manière non intrusive et sur de faibles quantités de matière, en milieu inerté 25 avec de l'argon. Néanmoins, à plus grande échelle, cette méthode de mesure peut présenter un inconvénient majeur lié au fait que, dans le cas de métaux en fusion, la composition chimique de la surface analysée n'est généralement pas représentative de la composition du volume global du métal. En effet, de par la forte réactivité des métaux en fusion, et par exemple du silicium, le matériau présent à l'interface avec l'atmosphère 30 subit généralement des phénomènes d'oxydation ou de nitruration qui conduisent à la 5 génération de laitiers de surface. Du fait de la ségrégation des diverses impuretés entre le métal fondu et la phase oxydée, le laitier n'a généralement pas la même composition que le métal, ce qui remet donc en cause la fiabilité des mesures réalisées avec cette méthode. Des systèmes d'analyse alternatifs ont également été développés afin de créer une surface d'analyse sur l'échantillon qui soit représentative du volume de métal en fusion. Dans l'article intitulé « High temperature fiber optic laser-induced breakdown spectroscopy sensor for analysis of molten alloy constituents », Awadhesh K. Rai et al, octobre 2002, Review of Scientific Instruments, Volume 73, pages 3589-3599, n°10, il est 10 présenté un dispositif d'analyse par technique LIBS qui permet d'approcher la tête de mesure à proximité d'un bain d'aluminium en fusion et de créer une surface libre pour l'analyse à l'aide d'une entretoise. Le dispositif de collecte est protégé par une coque en acier inoxydable. Néanmoins, ce dispositif n'est pas satisfaisant en ce qu'il présente notamment l'inconvénient de limiter l'analyse à des matériaux à bas point de fusion, 15 typiquement de l'ordre de 660°C pour l'aluminium à la pression atmosphérique, alors que le silicium, par exemple, présente un point de fusion aux alentours de 1412°C à la pression atmosphérique. La demande internationale WO 02/063284 A2 propose encore une autre solution qui prévoit de faire circuler le métal liquide à travers une cellule et d'en faire 20 l'analyse de surface par technique LIBS au moyen d'un accès optique. Cette solution a été appliquée pour le zinc et l'aluminium, mais elle n'est pas efficace pour des métaux très oxydables comme le silicium ou le zirconium. En effet, dans le cas d'un métal fortement oxydable, une oxydation de surface peut se produire avec l'oxygène résiduel de la charge et rendre l'analyse de surface invalide. 25 La demande de brevet US 2003/0234928 Al décrit quant à elle une solution complémentaire à la précédente, pour les métaux très oxydables. Selon son principe, l'extrémité d'un tube est plongée sous la surface du métal liquide à travers duquel un bullage par gaz inerte est réalisé pour permettre de renouveler la surface du métal liquide et de générer un volume d'analyse dans une atmosphère neutre. L'information optique 30 du plasma est alors collectée par l'intermédiaire d'un jeu de miroirs et de fibres optiques. 6 Toutefois, cette solution présente l'inconvénient majeur d'une instabilité de la surface à analyser qui est intimement liée à la dynamique de la bulle générée. Une synchronisation, délicate à réaliser, entre la fréquence d'analyse et la dynamique de formation de la bulle est alors nécessaire. En outre, la note technique intitulée « VAI-CON® Chem-A New Continuous Chemical Analysis System of Liquid Steel in Metallurgical Vessels », N. Ramaseder et al, février 2004, La metallurgia italiana, pages 60-63, présente une solution similaire dans le cadre de l'analyse d'un bain d'acier. Cependant, cette solution a été testée sur des fours pilotes et reste difficilement applicable à des fours de capacité industrielle car elle utilise un jeu de miroirs dont le réglage est très pointu. 10 La demande de brevet français FR 3 021 407 Al décrit par ailleurs un dispositif d'analyse d'un métal en fusion oxydable par technique LIBS pourvu d'un système de brassage permettant de renouveler localement la surface du métal fondu et qui est relié à un guide d'ondes permettant de focaliser le faisceau laser à la surface du liquide. Ainsi, le dispositif permet d'obtenir des mesures rapides, de meilleures limites de détection et une 15 analyse plus robuste. Il existe toutefois un besoin pour améliorer encore les dispositifs connus d'analyse de métaux en fusion par technique LIBS, et notamment pour disposer d'un brassage efficace permettant l'obtention d'une surface d'analyse renouvelable, stable et représentative du bain métallique. 20 Dans l'industrie métallurgique, différentes formes de pales de brassage mécanique existent et ont été conçues pour différentes applications. En effet, certaines pales sont utilisées pour brasser le bain et faciliter sa purification en dissolvant des éléments métalliques et en dispersant des particules gazeuses dedans. A titres d'exemples, le brevet américain US 4,717,540 A divulgue un système 25 de brassage qui permet de faciliter la dissolution des particules de nickel, dont la température de fusion est élevée, dans un bain de zinc et d'éviter la formation de masses de nickel semi-plastiques ou l'agglomération du zinc avec ces masses au fond du bain. Ce système de brassage est composé d'un arbre rotatif creux qui permet l'introduction d'un gaz inerte au mélange par le biais d'orifices. Le système contient une grille d'orifices qui 30 permet de bloquer le passage des particules de nickel, introduites par un tube, non 7 dissoutes. La vitesse de rotation retenue est celle qui permet de générer un vortex qui va empêcher la réalisation de tout type d'analyse ou contrôle in situ en surface nécessitant une stabilité de mesure. En outre, le brevet américain US 8,281,964 B2 décrit l'introduction d'un gaz inerte, éventuellement avec des particules métalliques, dans le métal liquide pour éliminer l'hydrogène ainsi que les inclusions d'oxyde et en même temps obtenir un brassage rapide et efficace. Le gaz atteint le métal liquide en passant par un tube d'entraînement creux qui passe par un passage rotatif couplé à un moteur excentré et qui est relié à l'arbre rotatif creux par une bride et un coupleur. Le système comprend une 10 plaque permettant de réguler l'écoulement du bain d'aluminium pendant le brassage, cette plaque jouant le rôle d'une chicane. Les paramètres de rotation sont choisis de manière à générer temporairement un vortex. La géométrie des pales a été conçue de telle manière à bien mélanger rapidement le gaz avec le métal dans la chambre à l'intérieur de la pale qui contient des ouvertures, d'entrée et de sortie, et ainsi permettre 15 un dégazage efficace sachant que la vitesse de rotation peut être réduite tout en gardant la même efficacité. Cette technique permet d'avoir un brassage et un dégazage efficace. Néanmoins, la présence du vortex va empêcher la réalisation des mesures de contrôle in situ dans le bain suite à l'absence d'une surface d'analyse stable. Par ailleurs, le brevet américain US 4,802,656 A enseigne encore la conception 20 de pales permettant de faciliter la dissolution des additifs métalliques (Fe, Mg, Si, Mn, ...) dans le bain d'aluminium qui permettent d'améliorer les propriétés de l'aluminium, et notamment les caractéristiques mécaniques d'un côté. D'un autre, ces pales ont permis de mieux disperser le gaz chloré dans le bain, par le biais d'orifices internes, pour éliminer les impuretés alcalines et alcalino-terreux qui sont derrière l'augmentation du taux 25 d'oxydation du métal liquide ou forment des composés qui peuvent dégrader leurs propriétés à haute température. La problématique résidait dans la rétention du gaz qui a tendance à s'échapper rapidement vers le haut pour rejoindre l'atmosphère et le maintien des métaux qui eux, au contraire, tombent facilement au fond du bain et s'agglomèrent. Contrairement aux nombreuses pales utilisées pour des applications à 30 hautes températures, la géométrie de la pale a ici été conçue pour permettre l'obtention 8 d'un brassage en absence de zones de turbulence et de vortex, pour avoir un brassage global de tout le liquide du bain, pour la génération d'un brassage efficace avec une faible vitesse de rotation, pour une dissémination des bulles de gaz à travers les orifices internes pour empêcher leur remontée. Néanmoins, la géométrie de la pale sert à obtenir un brassage efficace à faible vitesse de rotation et ne garantit pas la présence d'une zone d'analyse stable, renouvelable et représentative qui pourrait être destinée à réaliser des mesures de caractérisation in situ. Aussi, les différentes pales de l'art antérieur permettent de réaliser un brassage, de dissoudre des éléments métalliques en même temps et de disperser des 10 particules gazeuses. Toutefois, elles ne sont pas destinées à être utilisées pour garantir le renouvellement, la reproductibilité et la stabilité d'une surface qui peut être analysée par une technique de caractérisation in situ telle que par exemple la technique LIBS. EXPOSÉ DE L'INVENTION Il existe par conséquent un besoin pour proposer un dispositif de 15 caractérisation en ligne, notamment par technique LIBS, de matériaux liquides, notamment des métaux en fusion oxydables, et particulièrement fortement oxydables, comprenant un système de brassage permettant l'obtention d'une surface stationnaire d'analyse, renouvelable et représentative du bain ou du volume, permettant de simplifier l'analyse, de réduire le temps d'analyse, de réduire les coûts et d'assurer un suivi qualité 20 des matériaux. Par « surface stationnaire », il faut comprendre que les propriétés de la surface servant à l'analyse sont reproductibles dans le temps (à savoir notamment son niveau, sa forme, sa composition, sa vitesse d'écoulement, entre autres). En particulier, la préparation et le renouvellement de la surface servant à l'analyse doivent pouvoir assurer l'évacuation d'une tierce phase (laitier, oxyde, nitrure, par exemple) qui pourrait invalider 25 les résultats de l'analyse du matériau. L'invention a donc pour but de répondre au moins partiellement aux besoins mentionnés ci-dessus et de remédier aux inconvénients relatifs aux réalisations de l'art antérieur. 9 L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un dispositif de caractérisation, notamment d'analyse, d'au moins un matériau liquide, notamment un métal en fusion, en particulier oxydable, préférentiellement par technique de spectroscopie, notamment par technique LIBS, comportant : - des moyens de caractérisation, notamment d'analyse par technique de spectroscopie, notamment par technique LIBS, - des moyens de brassage mécanique rotatifs d'un bain liquide dudit au moins un matériau liquide, les moyens de brassage mécanique comportant : - une partie centrale, s'étendant selon un axe longitudinal, destinée à 10 être positionnée au-dessus du bain liquide dudit au moins un matériau liquide, comprenant une cavité interne formant une chambre d'analyse délimitée par une paroi de la partie centrale, la partie centrale comportant une première extrémité reliée aux moyens de caractérisation, et - une pluralité de pales de brassage mécanique, ou encore une pluralité 15 de moyens de mélange et/ou de brassage, reliées à une deuxième extrémité de la partie centrale, opposée à la première extrémité de la partie centrale, la deuxième extrémité de la partie centrale s'étendant sur une hauteur selon l'axe longitudinal de la partie centrale et étant creuse de sorte à assurer une communication fluidique entre la cavité interne et le bain liquide dudit au moins un matériau liquide, 20 les moyens de caractérisation étant configurés pour permettre l'analyse de la surface dudit au moins un matériau liquide, situé dans la portion au droit de la cavité interne de la partie centrale, caractérisé en ce que les pales de brassage mécanique sont destinées à être totalement immergées dans le bain liquide dudit au moins un matériau liquide, 25 en ce que la partie centrale comporte un ou plusieurs orifices formés de façon traversante dans sa paroi délimitant la cavité interne et situés au-dessus de la deuxième extrémité de la partie centrale portant les pales de brassage mécanique lorsque le dispositif est en place dans le bain liquide dudit au moins un matériau liquide, le ou les orifices étant destinés à être partiellement immergés selon une hauteur dans le bain 30 liquide dudit au moins un matériau liquide, 10 et en ce que chaque pale de brassage mécanique comporte au moins une aile de brassage orientée selon un angle d'orientation non nul par rapport à un axe transversal perpendiculaire à l'axe longitudinal de la partie centrale. De façon préférentielle, le dispositif selon l'invention permet la caractérisation d'au moins un matériau liquide, et notamment l'analyse d'au moins un métal en fusion, notamment oxydable, et tout particulièrement par technique LIBS. Cependant, l'invention s'applique également à toute technique de caractérisation d'au moins un matériau liquide nécessitant une analyse in situ et un besoin de réaliser des mesures sur une surface d'analyse stable, représentative et renouvelable du matériau 10 liquide. Ainsi, par exemple, l'invention peut utiliser une technique de spectrométrie de masse, comme la technique de spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ou technique ICP-MS pour « Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry » en anglais). Cette technique ICP-MS est capable de détecter les métaux et plusieurs non métaux à des concentrations très faibles. L'invention, couplée à différentes techniques de 15 caractérisation telles que la technique ICP-MS, peut ainsi être utilisée dans plusieurs applications industrielles telles que l'analyse de la contamination de l'eau. Grâce à l'invention, il peut ainsi être possible d'améliorer encore l'analyse en ligne de matériaux, et notamment l'analyse en ligne par technique LIBS de métaux en fusion, tout spécialement adaptée aux métaux oxydables, et notamment fortement 20 oxydables, en comparaison avec les solutions de l'art antérieur présentées précédemment. En effet, le dispositif selon l'invention permet avantageusement un renouvellement de la surface à analyser par mélange mécanique à l'aide des pales de brassage, la stabilité de la surface d'analyse et la représentativité de la surface d'analyse. Il prévoit également la présence d'une chambre d'analyse spécifique pour permettre 25 notamment la focalisation de l'impulsion laser utilisée par exemple dans la technique LI BS. Le dispositif selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles. 11 Selon une première variante, les pales de brassage mécanique peuvent s'étendre, depuis la paroi externe de la deuxième extrémité de la partie centrale, en éloignement de la cavité interne de la partie centrale. Selon une deuxième variante, les pales de brassage mécanique peuvent s'étendre, depuis la paroi interne de la deuxième extrémité de la partie centrale, à l'intérieur de la cavité interne de la partie centrale. Par ailleurs, la hauteur de chaque pale de brassage mécanique, selon l'axe longitudinal de la partie centrale, peut être sensiblement égale à la hauteur, selon l'axe longitudinal de la partie centrale, de la deuxième extrémité de la partie centrale. 10 De plus, l'angle d'orientation peut être inférieur ou égal à 20°. Les moyens de brassage mécanique peuvent préférentiellement comporter trois pales de brassage mécanique et la partie centrale peut comporter trois orifices séparés les uns des autres par des portions de paroi longitudinales. Le ou les orifices peuvent être destinés à être partiellement immergés selon 15 une hauteur dans le bain liquide dudit au moins un matériau liquide, au moins égale à un quart de la hauteur totale du ou des orifices. Avantageusement, la présence de tels orifices sur une portion de la partie centrale située au-dessus des pales de brassage mécanique peut permettre d'assurer le renouvellement de la surface à analyser. En effet, le matériau liquide présent dans la 20 portion au droit de la cavité interne de la partie centrale peut voir son niveau remonter le long de la paroi de la partie centrale délimitant la cavité interne, en particulier sous l'effet de la centrifugation et de la capillarité. De cette façon, la présence d'orifices permettant l'écoulement permanent en dehors de la cavité interne de l'excès de matériau liquide qui remonte le long de la paroi, peut permettre de garantir le renouvellement et la 25 stabilisation du niveau de la surface à analyser. Par ailleurs, la partie centrale peut se présenter sous la forme d'un tube (ou arbre) creux, notamment sous la forme d'un tube cylindrique creux. En particulier, la deuxième extrémité de la partie centrale, sur laquelle sont fixées les pales de brassage mécanique, est avantageusement creuse de sorte à assurer 30 une circulation verticale du matériau liquide. 12 Les moyens de caractérisation peuvent être compris dans une tête d'analyse située au niveau de la première extrémité de la partie centrale. De plus, les moyens de brassage mécanique peuvent former ensemble un brasseur mécanique couplé à la tête d'analyse. La forme, les dimensions et/ou la vitesse de rotation des pales de brassage mécanique et/ou de la partie centrale peuvent être déterminées et ajustées en fonction de la stabilisation requise de la surface à analyser. Les dimensions des pales de brassage mécanique peuvent être définies en fonction des dimensions de l'enceinte dans laquelle est située ledit au moins un matériau 10 liquide. De façon avantageuse, la partie centrale peut jouer le rôle de chambre d'analyse et permettre la focalisation d'une impulsion laser envoyée par les moyens de caractérisation sous forme de moyens d'analyse par technique de spectroscopie vers la surface à analyser, et permettre aussi le confinement du micro-plasma qui se forme. 15 De façon préférentielle, la partie centrale peut être réalisée en graphite. De plus, la partie centrale peut être revêtue extérieurement d'une couche formant barrière de passivation, notamment vis-à-vis du silicium, par exemple une couche de carbure de silicium (SiC). En outre, l'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un 20 ensemble, caractérisé en ce qu'il comporte : - une enceinte comportant un bain d'au moins un matériau liquide, notamment d'au moins un métal en fusion, en particulier oxydable, - un dispositif de caractérisation tel que défini précédemment, pour la caractérisation dudit au moins un matériau liquide de l'enceinte. 25 Ledit au moins un matériau liquide peut avantageusement être un métal en fusion, notamment un métal fortement oxydable, étant notamment choisi parmi le silicium ou le zirconium. Ledit au moins un matériau liquide peut encore être un matériau à haute température comme un métal fondu, par exemple aluminium, acier, zinc, sodium, entre 13 autres, un sel fondu, un verre liquide dans un four de vitrification et/ou un matériau à basse température comme l'eau, une huile, entre autres. L'enceinte peut être de forme cylindrique présentant un diamètre interne, les pales de brassage mécanique peuvent présenter une plus grande dimension transversale, notamment un diamètre, selon un axe transversal perpendiculaire à l'axe longitudinal de la partie centrale. La relation suivante peut être vérifiée : 0,2 REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de caractérisation d'au moins un matériau liquide (2), comportant : - des moyens de caractérisation (3), - des moyens de brassage mécanique (4, 5) rotatifs d'un bain liquide dudit au moins un matériau liquide (2), les moyens de brassage mécanique (4, 5) comportant : - une partie centrale (4), s'étendant selon un axe longitudinal (X), 10 destinée à être positionnée au-dessus du bain liquide dudit au moins un matériau liquide (2), comprenant une cavité interne (6) formant une chambre d'analyse délimitée par une paroi (4c) de la partie centrale (4), la partie centrale (4) comportant une première extrémité (4a) reliée aux moyens de caractérisation (3), et - une pluralité de pales de brassage mécanique (5), reliées à une 15 deuxième extrémité (4b) de la partie centrale (4), opposée à la première extrémité (4a) de la partie centrale (4), la deuxième extrémité (4b) de la partie centrale (4) s'étendant sur une hauteur (h) selon l'axe longitudinal (X) de la partie centrale (4) et étant creuse de sorte à assurer une communication fluidique entre la cavité interne (6) et le bain liquide dudit au moins un matériau liquide (2), 20 les moyens de caractérisation (3) étant configurés pour permettre l'analyse de la surface (S) dudit au moins un matériau liquide (2), situé dans la portion au droit de la cavité interne (6) de la partie centrale (4), caractérisé en ce que les pales de brassage mécanique (5) sont destinées à être totalement immergées dans le bain liquide dudit au moins un matériau liquide (2), 25 en ce que la partie centrale (4) comporte un ou plusieurs orifices (7) formés de façon traversante dans sa paroi (4c) délimitant la cavité interne (6) et situés au-dessus de la deuxième extrémité (4b) de la partie centrale (4) portant les pales de brassage mécanique (5) lorsque le dispositif (1) est en place dans le bain liquide dudit au moins un matériau liquide (2), le ou les orifices (7) étant destinés à être partiellement immergés selon une 30 hauteur (H) dans le bain liquide dudit au moins un matériau liquide (2), 27 et en ce que chaque pale de brassage mécanique (5) comporte au moins une aile de brassage (8a, 8b) orientée selon un angle d'orientation (a) non nul par rapport à un axe transversal (Y) perpendiculaire à l'axe longitudinal (X) de la partie centrale (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est configuré pour l'analyse d'au moins un métal (2) en fusion oxydable par technique LIBS, les moyens de caractérisation étant des moyens d'analyse par technique de spectroscopie (3) comprenant des moyens d'analyse par technique LIES. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les pales de brassage mécanique (5) s'étendent, depuis la paroi externe de la deuxième extrémité (4b) de la partie centrale (4), en éloignement de la cavité interne (6) de la partie centrale (4). 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les pales de brassage mécanique (5) s'étendent, depuis la paroi interne de la deuxième extrémité (4b) de la partie centrale (4), à l'intérieur de la cavité interne (6) de la partie centrale (4). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur (Hp) de chaque pale de brassage mécanique (5), selon l'axe longitudinal (X) de la partie centrale (4), est sensiblement égale à la hauteur (h), selon l'axe longitudinal (X) de la partie centrale (4), de la deuxième extrémité (4b) de la partie centrale (4). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle d'orientation (a) est inférieur ou égal à 20°. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de brassage mécanique (4, 5) comportent trois pales de 28 brassage mécanique (5) et en ce que la partie centrale (4) comporte trois orifices (7) séparés les uns des autres par des portions de paroi longitudinales (4d). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que le ou les orifices (7) sont destinés à être partiellement immergés selon une hauteur (H) dans le bain liquide dudit au moins un matériau liquide (2), au moins égale à un quart de la hauteur totale (Ht) du ou des orifices (7). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 caractérisé en ce que la partie centrale (4) se présente sous la forme d'un tube creux, notamment sous la forme d'un tube cylindrique creux. 10. Ensemble (10), caractérisé en ce qu'il comporte : - une enceinte (11) comportant un bain d'au moins un matériau liquide 15 (2), - un dispositif (1) de caractérisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour la caractérisation dudit au moins un matériau liquide (2) de l'enceinte (11). 20 11. Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit au moins un matériau liquide (2) est un métal en fusion, notamment un métal fortement oxydable, étant notamment choisi parmi le silicium ou le zirconium. 12. Ensemble selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que 25 l'enceinte (11) et la partie centrale (4) du dispositif (1) de caractérisation sont réalisées dans un même matériau, notamment en graphite. 13. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'enceinte (11) est de forme cylindrique présentant un diamètre interne (De), en ce que les pales de brassage mécanique (5) présentent une plus grande 29 dimension transversale (Dp), notamment un diamètre, selon un axe transversal (Y) perpendiculaire à l'axe longitudinal (X) de la partie centrale (4), et en ce que la relation suivante est vérifiée : 0,2 14. Procédé de caractérisation d'au moins un matériau liquide (2), 10 caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre au moyen d'un dispositif (1) de caractérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, et en ce qu'il comporte les étapes simultanées consistant à : - effectuer un brassage mécanique d'un bain liquide dudit au moins un matériau liquide (2) par le biais des moyens de brassage mécanique (4, 5) rotatifs du 15 dispositif (1), - analyser la surface (S) dudit au moins un matériau liquide (2) situé au droit de la cavité interne (6) de la partie centrale (4) par le biais des moyens de caractérisation (3). 20 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit au moins un matériau liquide (2) est un métal en fusion oxydable, notamment un métal fortement oxydable, étant notamment choisi parmi le silicium ou le zirconium, en ce que les moyens de caractérisation sont des moyens d'analyse par technique de spectroscopie (3) comprenant des moyens d'analyse par technique LIBS, et en ce que le procédé 25 comporte au moins une étape d'analyse en ligne par technique LIBS d'une ou plusieurs impuretés contenues dans ledit au moins un métal (2) en fusion oxydable, notamment du silicium, lors d'un processus de purification dudit au moins un métal (2) en fusion oxydable.