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Centrifugation : convertir les tours par minute en accélération (× g)

Convertissez une vitesse de centrifugation en tours par minute en force centrifuge relative (× g), ou trouvez la vitesse qui donne l'accélération voulue selon le rayon du rotor.

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tr/min

Valeur hors limites

× g

Valeur hors limites

Valeur hors limites

Résultats

Force centrifuge relative

1 006 × g

Vitesse

3 000 tr/min

Vérifiez qu'elle reste sous la vitesse maximale du rotor
Accélération
9 867 m/s²
Vitesse du fond du tube
113,1

Tours par minute et × g ne sont pas la même chose

Une centrifugeuse fait tourner les échantillons pour accélérer la sédimentation des particules les plus denses. Ce qui compte pour la séparation, c’est l’accélération subie par l’échantillon, la force centrifuge relative (FCR, ou RCF en anglais), exprimée en multiple de la pesanteur terrestre, × g. La vitesse en tours par minute ne suffit pas : à vitesse égale, un rotor plus grand produit une force plus élevée.

C’est pourquoi les protocoles publiés indiquent des × g. Pour les reproduire sur votre centrifugeuse, il faut convertir en tr/min selon le rayon de votre rotor.

La formule

FCR = 1,118 × 10⁻⁵ × r × N²

avec r le rayon en centimètres entre l’axe du rotor et le point considéré, en général le fond du tube, et N la vitesse en tr/min. Inversement :

N = √(FCR ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × r))

La constante vient de ω²r ÷ g, avec ω = 2π × N ÷ 60 et g = 9,81 m/s².

Exemple

Un rotor de 10 cm de rayon à 3 000 tr/min :

  • FCR = 1,118 × 10⁻⁵ × 10 × 3 000² = 1 006 × g
  • Accélération : environ 9 870 m/s²
  • Pour obtenir exactement 1 000 × g sur ce rotor : 2 991 tr/min

Sur une microcentrifugeuse de 7 cm de rayon, 1 000 × g demandent environ 3 580 tr/min ; sur une grosse centrifugeuse au sol de 20 cm de rayon, environ 2 115 tr/min.

Bonnes pratiques

  • Relevez le rayon maximal, jusqu’au fond du tube, dans la documentation du rotor. Certains protocoles utilisent le rayon moyen.
  • La force croît avec le carré de la vitesse : doubler les tr/min multiplie la force par quatre.
  • Ne dépassez jamais la vitesse nominale du rotor, des nacelles ou des tubes, et appliquez les réductions prévues par le fabricant pour les solutions denses.
  • Équilibrez les tubes par la masse, et non par le volume, en les plaçant face à face.
  • Notez dans vos méthodes la valeur en × g, la durée et, si besoin, la température.

Questions fréquentes

Quelle différence entre tr/min et × g ?

Les tours par minute indiquent la vitesse du rotor ; la force centrifuge relative (FCR, notée × g) indique l'accélération subie par l'échantillon. Elle dépend de la vitesse et du rayon : la même vitesse donne des forces différentes selon le rotor. Les protocoles indiquent donc des × g pour être reproductibles.

Quel rayon faut-il utiliser ?

Le rayon entre l'axe du rotor et le fond du tube, appelé rayon maximal, donné dans la notice du rotor. Le rayon au milieu du tube donne la force moyenne, que certains protocoles demandent.

Quelle est la formule ?

FCR = 1,118 × 10⁻⁵ × r × N², avec r en centimètres et N en tours par minute. Pour la vitesse correspondant à une force donnée : N = √(FCR ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × r)).

Doubler la vitesse double-t-il la force ?

Non, la force croît avec le carré de la vitesse : doubler les tr/min multiplie la FCR par quatre. Ne dépassez jamais la vitesse maximale du rotor et de ses adaptateurs, et équilibrez toujours les tubes.

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Résultats indicatifs fournis à titre d'information. Ils ne remplacent pas l'avis d'un professionnel.