On utilise des sondes dites ECC (Electrochimical Concentration Cell). La sonde comporte deux cellules en téflon (anode et cathode) qu’on charge avec une solution électrolytique. Celle-ci est composé principalement d’un mélange de iodure de potassium (KI) et de bromure de potassium, dilués dans de l’eau distillée (voir encadré "en savoir plus"). Le principe est de mesurer un courant issu d’une réaction d’oxydo-réduction engendré par la présence d’ozone dans l’air envoyé dans la cathode:
Cathode : 3I
I3- + 2e-
Anode : I2 + 2e-2I-
Cathode : 3I
I3- + 2e-
Anode : I2 + 2e-
2I-
Il y a donc 2 électrons formés par mole d’ozone. Ceci engendre un courant. Il est mesuré et enregistré et transmis à la station de réception dans lequel le logiciel va calculer la pression partielle de l’ozone dans l’air échantillonné. La concentration en terme de rapport de mélange sera calculé a posteriori.
Figure schématique de la sonde ozone [5]
En savoir plus
Préparation des solutions électrolytiques pour la sonde ozone ECC
- Solution cathodique
Dans 500 ml d'eau distillée ajouter:- 10,00 g KI (iodure de potassium)
- 25,00 g Kbr
- 1.25 g NaH2PO4.H2O ou 1.41g de NaH2 PO4.2H2O
- 5.00 g Na2HPO4.12H2O
- ou 3.73 g Na2HPO4.7H2O
- Solution anionique
Prélever 50 ml de solution cathodique dans un flacon de 100 ml, ajouter 90 g de cristaux de KI puis agiter pour dissoudre les cristaux. Note la solution est saturée et tous les cristaux ne se dissolvent pas.
- Stockage
Conserver les solutions dans l'obscurité à une température inférieure à 20°C.
La durée de conservation ne doit pas dépasser 4 à 6 mois.
La qualité de la solution est vérifiée durant la préparation des sondes.
Pour les phases de préparation et de calibration de la sonde on utilise un appareil annexe qu’on appelle « testeur » 
Le testeur TSC1 comporte:
Photo du testeur [6]
Ce processus est effectué en deux étapes distinctes:
- Etape 1 : entre 3 et 7 jours avant le vol
- Etape 2 : le jour du vol
L’étape 1 consiste principalement à conditionner la cellule et la pompe avec de l’ozone à haute concentration pour nettoyer les éventuelles impuretés. Ensuite on remplit les cellules avec les solutions anodiques et cathodiques, et on vérifie les performances de la sonde et de la pompe (courant, voltage, capacité d’aspiration). La sonde est ensuite laissée dans l’obscurité pendant au moins trois jours.
L’étape 2 a pour but de :
- vérifier la sonde de mesure par rapport à une cellule de référence
- calculer le débit
- vérifier la rapidité de la cellule : en imposant une certaine quantité d’ozone dans l’air échantillonné puis en vérifiant la vitesse de décroissance du courant après avoir coupé la source d’ozone
- calculer le courant résiduel (ou courant de fond), dû notamment à l’oxygène : à l’aide d’un filtre à charbon
Crédits
[5] SUP
[6] Valérie Thouret