Dans cette étude nous avons développé et calibré le mini-E-RATEs, un banc expérimental permettant la mesure du taux d’émission de bioaérosols de sources variables. La mesure du taux d’émission se fait par analyse des cinétiques de concentration en particules dans une enceinte propre à atmosphère contrôlée. Le mini-E-RATEs a été calibré en évaluant le taux d’émission d’un générateur de billes de polystyrène latex (PSL) monodisperses (atomiseur TSI). Deux tailles de particules (1,05 mm et 1,53 mm) ont été genrées et injectées dans une sphère creuse en verre propre à atmosphère contrôlée. La concentration en particules dans la sphère a été évaluée en utilisant un TSI/APS (Aerosol Particle sizer). Le taux d’émission a été évalué à partir de ces mesures de concentration en suivant la méthode développée par Géhin et al., (2008). Un bon accord a été trouvé entre le taux d’émission évalué à partir des mesures du mini-E-RATEs et le taux d’émission évaluer en sortie du générateur, ceci pour plusieurs débits d’aérations de la sphère. Une fois calibré, le mini-E-RATEs est maintenant testé avec des faibles concentrations en particules générées en continu et en discontinu afin de tester les limites de la méthode d’évaluation du taux d’émission.

Nous présentons une méthodologie expérimentale et numérique grâce à laquelle nous pouvons comparer les efficacités de filtration en prenant en compte une description précise de la force électrostatique entre une particule sphérique et une fibre.

Les forces d'interaction de Van der Waals entre les agglomérats de nanoparticules sont déterminées à partir d'expressions analytiques dérivées d'une fonction de corrélation de paires simplifiée. Ces forces sont directement proportionnelles au taux de remplissage, un paramètre morphologique lié à l'empilement des particules primaires constitutives de l’agglomérat. Les expressions proposées sont en bon accord avec les calculs préliminaires basés sur des calculs détaillés de sphère-molécule.

Il existe actuellement peu d'options commerciales pour la génération stable et répétable de particules d'aérosol solides dans la gamme de taille 1-200 nm. Ces options comprennent les générateurs d'étincelles, les fours à tubes, les électrosprays et les brûleurs à gaz utilisant des flammes de diffusion, mais toutes présentent divers inconvénients ou défis.

Il existe donc un besoin d'options supplémentaires pour un générateur de particules simple à utiliser, capable de produire des concentrations suffisamment élevées de petites particules d'aérosol solides. Les utilisations d'un tel dispositif comprennent l'étalonnage des compteurs de particules de condensation, la mesure des efficacités de filtration, ainsi que l'étalonnage et les mesures complexes rendues possibles par les équipements spécialisés dans les aérosols. Les particules d'argent peuvent être utilisées comme substitut des particules de suie, mais étant donné leur composition élémentaire unique, cette approche peut offrir des incertitudes réduites par rapport aux autres techniques de génération. 

Les fours à tubes peuvent être utilisés pour générer des nanoparticules d'argent pour les CPC étalonnés, mais outre la taille, le coût et les inconvénients d'un four à tubes, il est difficile de générer des concentrations et des distributions de taille répétables à partir d'un four à tubes typique. 

Nous présentons ici la caractérisation d'un nouveau générateur de particules d'argent, capable de produire des concentrations suffisamment élevées de particules dans la gamme de taille de 1 à 200 nm.  Les données présentées comprennent des exemples de distributions de taille, des performances de stabilité et des mesures de répétabilité sur l'ensemble de sa gamme opérationnelle. Sur 15 heures d'utilisation du SPG montre que la variation de la concentration et du GMD est de l'ordre de 1 %.

Ce nouveau générateur de particules d'argent résout plusieurs aspects clés associés à la production d'aérosols de nanoparticules métalliques. En fixant l'emplacement et la surface du métal exposé au flux de gaz fourni, la stabilité des nanoparticules produites est grandement améliorée par rapport à un four à tubes typique.  De plus, la variabilité journalière est considérablement réduite à quelques pour cent, tant dans les domaines de la concentration que de la taille.

Le SPG a été finement réglé pour générer une distribution de taille d'aérosol solide répétable pour chaque point de consigne.

Le cycle thermique a été optimisé et l'appareil est opérationnel à partir du mode de veille en moins de 15 minutes. Il est important de noter que sa conception nouvelle et brevetée permet d'obtenir un dispositif plus compact qui permet de réduire la consommation d'énergie.

La diffusion de la lumière est couramment employée pour la caractérisation des aérosols. Un nouvel instrument a été développé pour mesurer les diagrammes de diffusion de la lumière à plusieurs longueurs d’ondes par des aérosols à partir d’une source laser supercontinuum. Ces diagrammes de diffusion sont propres à chaque aérosol pour une longueur d’onde donnée et dépendent de leurs propriétés microphysiques : taille, forme, indice optique. Cet article rappelle le principe de fonctionnement de l’instrument et présente des exemples de caractérisation d’aérosols non sphériques dont les cendres volcaniques.

Dans le cadre du démantèlement des réacteurs nucléaires de Fukushima Daiichi, ce travail illustre la caractérisation des aérosols générés lors de la découpe mécanique (par technique de carottage) de simulants de corium. Lors de la découpe, les aérosols sont collectés et acheminés à travers des lignes de prélèvement vers les instruments de mesure. Il a été observé que les aérosols sont produits par arrachement mécanique et que leurs tailles sont de l’ordre de quelque micron avec une morphologie angulaire. La taille des particules ne dépend pas de la nature des échantillons (porosité, composition). En revanche, les concentrations massiques en aérosols diffèrent selon la nature des échantillons. La fraction mise en suspension brute a été déterminée à environ 10^-3.

Dans le contexte des mesures de la contamination aéroportée, il est nécessaire de s’appuyer sur des modèles et des simulations numériques afin d’améliorer la maîtrise des mesures effectuées, en particulier l’influence des différentes dimensions d’aérosols prélevés sur la mesure nucléaire. Cet article présente une méthode de représentation de ces dépôts d’aérosols dans Geant4, un logiciel de simulation des interactions rayonnement-matière. Les premiers résultats de modélisation présentés ici sont validés par des mesures expérimentales.

Les nanomatériaux (NM) étant de plus en plus présents dans les produits de consommation, leur devenir dans les processus de traitement des déchets tels que l'incinération est une préoccupation croissante. Cette étude vise à évaluer l'efficacité d'élimination des nanoparticules (NPs) par un laveur à pulvérisation fonctionnant dans des conditions d'une usine d'incinération de déchets. Une efficacité d'élimination de 45 à 62% pour des particules de 13 à 90 nm de diamètre aérodynamique est rapportée. Les résultats expérimentaux ont été comparés à un modèle mécanistique de collecte basé sur trois mécanismes, à savoir la diffusion Brownienne, l’impaction et l’interception, donnant des résultats prometteurs.

Des études expérimentales ont suggéré que les particules de suie formées le long de différentes lignes de courant dans une flamme de diffusion peuvent avoir des morphologies différentes. Cependant, les incertitudes liées à l'échantillonnage et à leur analyse rendent difficile la quantification de ces différences. Dans ce travail, ce problème est exploré d'un point de vue numérique grâce à un couplage de simulations aux échelles macroscopique et nanoscopique. Ces simulations montrent des agrégats remarquablement plus grands et plus compacts dans les ailes de la flamme comparativement à ceux rencontrés le long de l’axe central. L'analyse des paramètres morphologiques tels que l'anisotropie, le recouvrement des monomères et le nombre de coordinance révèle la compléxité de la morphologie des particules de suie ainsi que la présence d'agrégats en chaîne le long des différentes lignes de courant de la flamme.

Les efficacités de filtration d’un panel de dix masques à usage non sanitaire neufs ont été déterminées expérimentalement vis-à-vis de particules de DEHS et d’un aérosol bactérien de Staphylococcus aureus (selon la norme EN 14683+ AC). Ces efficacités ont été rapprochées de leurs performances en respirabilité (pression différentielle) afin de déterminer une éventuelle corrélation. Les résultats ont montré qu'il n'existe pas de corrélation directe entre l'efficacité de filtration et le paramètre de respirabilté même si des tendances se dégagent.

Les études précliniques utilisant des modèles animaux sont essentielles et dans certains cas règlementaires pour les aérosols inhalés. Le macaque a été identifié comme un modèle animal pertinent mais difficile d’accès. Dans le contexte de la réduction des expérimentations animales, nous avons développé un modèle respiratoire imprimé en 3D. Une étude comparative entre le modèle imprimé et le macaque a été réalisée avec trois tailles de particules (10µm, 1.4µm et 0.4µm) par imagerie scintigraphique. Le modèle imprimé montrait une relative bonne prédiction de la totalité de l’aérosol déposé mais surestimait le dépôt pulmonaire.

Les composés organiques volatils (COV) sont importants pour la production d'ozone et des précurseurs critiques des aérosols organiques secondaires dans l'atmosphère. Les activités agricoles telles que l'utilisation d'engrais minéraux, l'élevage et l'épandage de fumier animal contribuent à la pollution atmosphérique. L'épandage de fumier animal sur le sol est associé à divers polluants tels que les aérosols primaires, l'ammoniac et le sulfure d'hydrogène, ainsi qu'aux émissions de COV. Dans ce contexte, une étude expérimentale a été menée sur différents types de fumier (vache, cheval, brebis et chèvre) collectés à Grignon (Paris, France). Les échantillons ont été placés dans des chambres de simulation atmosphérique et les émissions en phase gazeuse de composés organiques volatils et leurs produits d'oxydation résultant de réactions d'ozonolyse ont été caractérisés par spectrométrie de masse. Plus de deux cents COV ont été détectés et quantifiés. Les familles de COV détectées comprenaient des composés oxygénés, azotés, soufrés, des composés azotées et oxygénées et des hydrocarbures. Les composés oxygénés se sont avérés être les COV dominants dans tous les échantillons. Lorsqu'ils sont exposés à l'ozone, seuls les échantillons de fumier de vache ont montré une réactivité due à la présence du scatole (C9H9N). Cependant, aucune formation de particules n'a été observée dans nos conditions expérimentales. Cela est principalement dû aux faibles émissions de SO2 des échantillons, car le SO2 et le scatole jouent un rôle clé dans la formation d'aérosols organiques secondaires. Les données expérimentales obtenues dans le cadre de cette étude aideront à améliorer les inventaires des émissions par les activités agricoles et fourniront des informations sur les COV d’origine agricole qui peuvent servir de précurseurs d'aérosols organiques secondaires en présence de photo-oxydants, comme l’ozone.

L’amélioration de la qualité de l’air en Europe passe prime abord par la baisse des émissions de polluants. Parmi ceux-ci figure l’ammoniac, qui joue un rôle de précurseur des particules fines. L’activité agricole en est la source principale, la Bretagne se placant en troisième position des régions émettrices, après les Pays-Bas et le Nord de l’Italie. Des pratiques agricoles moins émettrices ont été développées et sont disponibles ; elles restent néanmoins peu utilisées dans les exploitations agricoles. Le projet ABAA a été conçu afin de promouvoir ces bonnes pratiques. Pour ce faire, une démarche intégrée sera mise au point et mise en oeuvre sur le terrain, tout d’abord au niveau d’un territoire pilote situé à proximité de Brest puis progressivement vers l’échelle régionale. Un outil d’aide à la décision jouera un rôle central ; il permettra notamment de mettre en lien des informations météorologiques, agronomiques mais aussi concernant la qualité de l’air (inventaire d’émission, mesures, modélisation, prévision).

Environ 45% de la production mondiale de fruits et légumes sont annuellement perdues malgré les efforts réalisés pour recourir à la chaine du froid dans la logistique post-récolte. En plus de n’être pas particulièrement adaptées aux fruits et légumes, les techniques classiques de froid industriel, sont énergivore et source d’émission de gaz à effet de serre. Du fait des progrès décisifs qu’ils ont permis d’accomplir dans le domaine de la conservation des fruits et légumes, les dispositifs basés sur la brumisation sont prometteurs. Cette étude illustre les potentialités de l’injection d’un aérosol d’eau dans une enceinte réfrigérée en termes de rafraichissement et d’humidification de l’ambiance et en termes de diminution de perte de masse des fruits et légumes entreposés.

La pollution atmosphérique est connue pour être associée à plusieurs morbidités et mortalités. Les ventes de médicaments constituent un bon indicateur de l’évolution d’une pathologie. L'objectif de cette étude est d'évaluer les effets à court terme de la pollution de l'air sur les ventes de médicaments contre l’asthme et les allergies en France métropolitaine. Le modèle additif généralisé (GAM) appliqué a mis en évidence une association significative entre le dioxyde d’azote (NO2) et les particules en suspension ≤10 μm de diamètre (PM10) et la vente de médicaments contre l’asthme et les allergies.

La présentation fait un état des lieux des travaux de normalisation menés aux niveaux européen et français sur la période 2018-2021 et précise les orientations prévues après 2022. Les normes EN 13098, EN 14031 et EN 14583 sur les agents biologiques ont été révisées par le groupe de travail CEN/TC 137/WG5 « Mesurage des agents biologiques ». Ce même groupe propose des projets de normes concernant les mesures des mycotoxines, des virus dans l’air et des agents biologiques par les techniques de biologie moléculaire. Il propose aussi d’accentuer la promotion de la recherche pour accompagner la normalisation et le travail en réseau. Au niveau français, le groupe miroir AFNOR X43C/GE1 suit ces travaux et a engagé un travail sur la stratégie de mesure. Les travaux de normalisation ont créé une dynamique nouvelle et fédératrice sur le thème des risques biologiques et permettent de diffuser la culture et la démarche de prévention.

Les bioaérosols générés par le traitement des eaux usées peuvent contenir de grandes quantités de microorganismes et ainsi mener à une exposition chez les travailleurs, particulièrement lorsque les étapes de traitement sont réalisées à l’intérieur.  Certains virus retrouvés dans cet environnement pourraient représenter un risque pour la santé des travailleurs et être responsables de symptômes d’ordre respiratoire ou gastroentérique.  Un suivi saisonnier des concentrations de marqueurs bactériens et de virus mené dans deux centres de traitement des eaux usées a permis de décrire la présence d’une multitude de virus pathogènes dans l’air ambiant ainsi que leur corrélation avec des marqueurs bactériens.  

En milieu hospitalier, la maitrise de la qualité de l’air est un enjeu majeur, notamment dans le cadre de la prévention des infections associées aux soins. Mais en dehors du risque infectieux, la pollution de l’air, néfaste pour les individus, y est peu étudiée. A partir de précédentes campagnes de mesures ambiantes, l’objectif principal de ce travail était de mener une évaluation quantitative des risques sanitaires (EQRS) associés à l’exposition environnementale par inhalation chronique de composés chimiques retrouvés dans les structures hospitalières, libérales ou médico-sociales. La probabilité et la gravité des effets indésirables susceptibles de se produire était évaluée par le calcul du quotient de danger (QD) pour les effets déterministes ou de l’excès de risque individuel (ERI) pour les effets stochastiques. Les trois composés présentant les concentrations moyennes les plus élevées dans l’ensemble des structures étaient l’éthanol (358,7 µg/m3), l’isopropanol (27,4 µg/m3) et l’acétone (26,3 µg/m3). Les concentrations des différents polluants mesurées dans les structures libérales et médico-sociale étaient supérieures à celles mesurées dans les structures hospitalières, en lien avec un système de traitement de l’air plus optimal à l’hôpital. Aucun QD n’était supérieur à 1 et seules 3 molécules présentaient un QD au-delà de 0,1. Seuls les ERI du formaldéhyde en milieu libéral et médico-social étaient supérieurs à 1.10-5 avec une valeur maximale de 3,8.10-5 pour les médecins généralistes. A l’exception du formaldéhyde, le risque sanitaire pour l’inhalation chronique des composés investigués ne semble pas préoccupant. Néanmoins, certaines valeurs ont tendance à s’approcher des seuils d’acceptabilité justifiant une réflexion sur la mise en place d’actions correctives, notamment l’implantation de systèmes de ventilation, absents de la majorité des cabinets libéraux ici investigués.

Les bioaérosols sont des particules aéroportées biologiques, reconnues comme principale source de maladies infectieuses dans les environnements intérieurs. Notre but est de les mesurer, chercher à caractériser physiquement leurs sources, et connaître leur impact sur la qualité d’air intérieur. Pour cela, nous utilisons un compteur de particules Biotrak TSI 9510-BD, permettant le comptage en temps réel des particules totales et viables dans l’atmosphère, dans des environnements universitaires occupés ou vides (salles de classe, laboratoires scientifiques) (expériences menées en 2019).