Ce travail a pour objectif de présenter le travail de recherche prénormative qui ont été engagés par le CEN/TC137 afin d’étudier l’application des micro-capteurs d’aérosols pour l’évaluation de l’exposition professionnelle aux nano-objets, leurs agrégats et agglomérats (NOAA). Le projet « NOAA LCS » mobilise plusieurs partenaires européens (DGUV, INRS, IUTA, LNE et TNO). Six micro-capteurs différents, présélectionnés suite à une revue de littérature, sont actuellement en cours d’étude dans les laboratoires et leurs performances seront évaluées sur des lieux de travail où sont manipulés des NOAA. Les résultats permettront d’établir une stratégie d’évaluation des expositions professionnelles qui prendra la forme d’un rapport technique (TS) dont la publication est prévue en 2023.

Les capteurs bas coût représentent une technologie prometteuse pour la mesure de la pollution de l’air. Le principal avantage concerne l’amélioration de la couverture spatio-temporelle. Cependant, la justesse et la fiabilité de ces technologies doivent être évaluées. Dans ce travail, nous présentons un protocole expérimental permettant leur caractérisation métrologique dans un environnement contrôlé en température et en humidité pour différentes concentrations d’aérosols.

Les microcapteurs de particules sont très généralement des compteurs optiques avec un flux d’air libre.  La mesure du nombre et des concentrations massiques de particules repose sur les propriétés de diffusion de la lumière et sur des hypothèses concernant la sphéricité et densité des particules. La précision des mesures des concentrations massiques des particules (PM₁₀, PM_2.5, PM₁) issues de ces capteurs est fortement dépendante de la stabilité du débit d’air, des hypothèses concernant la nature des particules mais également de la limite de détection des particules < 0.3 µm. D’autre part, les particules telles que les pollens, outre leurs concentrations, nécessitent l’identification des espèces allergisantes réalisée généralement par un système de microscopie optique volumineux et non automatisé. En fixant les particules sur un support, un nouveau prototype pour la mesure des particules est développé lors d’une collaboration entre le MIT et eLichens permettant de diminuer la limite de détection des particules (PM < 0.1 µm) et de les imager. Le système compact d’imagerie sans lentille du CEA a également été testé pour l’identification des pollens. Les résultats étant concluant, un démonstrateur temps-réel de microcapteur de pollen basé sur ce système est en cours d’élaboration.

La présente communication propose de faire un état d’avancement du projet concernant l’analyse de données Une étude est en cours à l’INRS visant à concevoir des réseaux de capteurs pour polluants particulaires et gazeux en vue d’établir une cartographie spatiotemporelle utilisable dans les environnements professionnels. A ce stade, des méthodes, fondées sur le krigeage, ont été proposées pour l’analyse des données spatiotemporelles provenant des mesures effectuées par un réseau de capteurs Gaz dans un environnement professionnel. Les facteurs importants à prendre compte dans l’analyse ont été mise en évidence. Si les mesures n’ont pas permis de conclure concernant l’effet de la disposition des capteurs et des sources sur les résultats observés, les cartes obtenues sont opérationnelles et permettent de mieux comprendre les phénomènes. Un protocole a été mis en place pour une étude en conditions contrôlées. L’étude sera poursuivie avec des essais en conditions contrôlées intégrant le déploiement d’un réseau de capteurs pour particules, la prise en compte de et la faisabilité de fusion des données de cartographies spatiotemporelles avec d’autres données

Les dispositifs de prélèvement de particules atmosphériques actuels ne permettent pas d’effectuer de façon satisfaisante des analyses toxicologiques, en raison de l’utilisation d’un support (filtres) pouvant induire un impact sur la modification physico-chimique des particules ce qui est peu adapté pour les analyses toxicologiques (e.g. in vitro). C’est pourquoi un intérêt est porté sur de nouvelles technologies utilisées dans le domaine des bioaérosols permettant des prélèvements directement dans un milieu approprié pour exposer ultérieurement les cellules (e.g. prélèvement en milieu liquide) mais dont l’efficacité de collecte selon la taille des particules est inconnue. Le papier présenté ici s’intéresse au développement d’un protocole d’évaluation de tels préleveurs en chambre atmosphérique, pour lever ces inconnues. Les premiers essais de générations (tests de différents paramètres de génération, choix du matériel) y sont présentés. In fine, l’objectif est d’appréhender la méthode la plus adaptée permettant une collecte suffisante de particules pour une meilleure sensibilité et induisant l’impact le plus limité sur la modification physico-chimique des particules pour les analyses toxicologiques.

Nous construisons un mini-chargeur de particules selon les indications d’un article de la littérature (Han, 2008). Le coeur est un ioniseur formé de fibres de carbone. Ses performances sont comparées à celles de l’article originel. Les résultats sont tout-à-fait compatibles, mais montrent l’intérêt de travailler à la tension relativement basse, ce que ne permet pas notre dispositif. Une étude de l’écoulement de l’air montre qu’il est favorable à un bon fonctionnement.

Cette étude se focalise sur les conséquences de la collection électrostatique des particules sur les électrodes d’un chargeur pointe-cylindre développé pour la mesure de concentration massique des particules inférieures à 2,5 µm (PM2.5). L’objectif est de corréler la masse déposée dans le chargeur aux modifications du courant de décharge électrique et des conditions de charge des aérosols (répartition spatiales des ions et du champ électrostatique). Les résultats montrent que pour des particules liquides d’huile le chargeur doit être en position verticale pour éviter la déstabilisation des conditions de charge. Pour des particules solides de NaCL une masse déposée de 10 mg induit une réduction de 10 % du courant de décharge et des niveaux de charge en sortie du chargeur ainsi qu’une augmentation de la pénétration des particules. Ces résultats préliminaires permettent de définir des recommandations en termes de stabilité du chargeur et de définir un indicateur pour imposer le nettoyage du chargeur.

Partant du constat que les définitions existantes des composés organiques semi-volatils sont insuffisantes et qu’elles induisent en erreur les concepteurs et utilisateurs des méthodes de prélèvement, les auteurs ont eu pour objectif de redéfinir la propriété semi-volatile de ces composés avec le point de vue du préleveur. La limite entre non volatilité et semi-volatilité et la limite entre semi-volatilité et volatilité ont été précisées par ce travail bibliographique et théorique.

Cet article présente principalement des éléments bibliographiques sur la production d’aérosols suite à l’impact d’un jet de liquide sur une surface solide. Ce travail se focalise essentiellement sur les mécanismes se produisant dans la zone d’impact car, à l’état actuel, les phénomènes se produisant dans cette zone ne sont pas bien appréhendés. Ces mécanismes responsables de la production d’aérosols sont d’une part la fragmentation du film de liquide et d’autre part la génération de bulles d’air sur la surface du liquide, source de production d’aérosols par éclatement.

Une étude bibliographique a été réalisée sur les émissions expiratoires bucco-nasales. Cette étude présente les différents paramètres physiques à prendre en compte ainsi que leurs influences sur l’évolution de ces émissions expiratoires. Les mécanismes de transport et d’atomisation sont décrits à partir de travaux expérimentaux et numériques rapportés dans la littérature. Ces mécanismes font apparaître deux catégories d’objets : de très fines particules appelées aérosols et de plus grosses gouttes dont la taille varie entre quelques dizaines et quelques centaines de microns. Ces objets sont en quantité variable et se propagent différemment selon certains paramètres portant sur le mode d’expiration considéré, le sujet expirant et l’environnement.

L’OMS indique que la COVID-19 « se transmet principalement d’une personne à l’autre par le biais de gouttelettes respiratoires expulsées par le nez ou par la bouche lorsqu’une personne malade tousse, éternue ou parle. » De fait, les dentistes sont particulièrement exposés à cette maladie et de manière générale à toutes celles se transmettant de façon similaire, comme la grippe ou la tuberculose. En effet, les soins bucco-dentaires incluent régulièrement des traitements qui génèrent des aérosols composés de salive et de sang qui sont expulsés de la bouche du patient. Ces aérosols peuvent contenir des bactéries ou des virus et peuvent atteindre le personnel directement, rester en suspension dans la salle de soin ou se déposer sur les surfaces. Cela peut mener à une contamination à la fois du personnel et des patients suivants plusieurs minutes après la consultation, par contact direct avec les aérosols ou indirect avec les surfaces contaminées. Les systèmes de ventilation pourraient permettre de limiter le risque de contamination mais tous les cabinets ne sont pas équipés de systèmes de ventilation et les moyens de captage à la source des aérosols restent peu répandus. Des mesures spécifiques ont été recommandées durant la pandémie de COVID-19 par l’Ordre National des Chirurgiens-Dentistes. Ces mesures étaient nécessaires dans le contexte d’urgence rencontré à ce moment mais sont difficilement applicables à long terme. Il convient alors de déterminer des pistes d’amélioration de captage des aérosols dans les cabinets dentaires afin de réduire les risques de propagation des virus et bactéries via les aérosols générés par les soins bucco-dentaires. Préalablement à la réalisation d’une étude sur ce sujet, cette revue bibliographique détaille les connaissances actuelles sur la génération d’aérosols lors de soins bucco-dentaires et l’efficacité des moyens de captage actuels.

Durant le confinement lié à la pandémie de COVID-19, la Direction Générale de l’Armement (DGA) a mis en place un processus d’évaluation rapide permettant d’évaluer des prototypes de masques filtrants alternatifs aux masques normés, afin de participer à l’action interministérielle dans le cadre de la mobilisation inédite de l’ndustrie française pour produire des nouvelles catégories de masques à usage non sanitaire. Cet article a pour but de présenter comment les masques grand public à usage non sanitaire (UNS) ont été évalués et comment la montée en cadence des essais a évolué, au niveau des bancs d’essais et des protocoles de test.

Un des enjeux de la crise du Covid-19 est de comprendre un possible risque de transmission du virus par l’air dans les environnements intérieurs. Afin de rechercher le virus dans ce type de matrice, notre société a développé une méthode de prélèvement et d’analyse le plus robuste possible en s’appuyant sur son expertise et sur les travaux scientifiques internationaux. Les phases de prélèvement, de concentration, d’extraction et de quantification de l’ARN du virus ont été testés en laboratoire ou sur le terrain pour proposer une solution la plus sensible possible.

La pandémie actuelle de Covid-19 a montré la vulnérabilité de nos systèmes de santé face aux infections virales sans traitement connu. Comprendre la transmission du SARS-CoV-2 dans l’air est une étape cruciale pour stopper la pandémie et mettre en place les mesures de prévention et de contrôle appropriées. Dans cet article, nous présentons comment les échantillonneurs d’air Coriolis (Bertin Technologies, Montigny-le-Bretonneux, France) peuvent être utilisés pour la détection de virus dans l’air ambiant. Nous décrivons également un exemple d’utilisation du Coriolis μ en milieu hospitalier pour monitorer la présence du SARS-CoV-2 par le biais des techniques de RT-qPCR et de culture.

La mesure de l’exposition des travailleurs aux bioaérosols nécessite une démarche métrologique particulière qui apporte des informations utiles pour la prévention. De nombreuses méthodes de mesure existent, toutefois, les normes existantes sont trop générales pour permettre une réelle harmonisation des pratiques. Se basant sur des travaux de recherche, ce projet a pour objectif principal de proposer des préconisations sur la mise au point et la validation des méthodes de prélèvement et d’analyse des bioaérosols. Pour ce faire, des travaux d’inter-comparaison sur la mesure de bioaerosols expérimentaux seront menés avec deux autres équipes reconnues au niveau international. Une démarche expérimentale harmonisée ainsi qu’une procédure commune de recueil et de traitement des résultats seront employées.

Connaître la biodiversité des bactéries et des champignons dans les atmosphères de travail est devenu essentiel pour mieux appréhender l’exposition aux bioaérosols et réduire le risque d'exposition. La mise en culture est la méthode la plus utilisée pour identifier et quantifier les bioaérosols, mais n'identifie que 1 à 10% des micro-organismes. D'autres méthodes basées sur la biologie moléculaire, comme le séquençage à haut débit (HTS), permettent d'étudier la quasi-totalité des microorganismes d'un échantillon d'aérosol. Le HTS nécessite une analyse bioinformatique pour identifier et quantifier la communauté microbienne. Plusieurs outils bioinformatiques existent, mais aucune information n'est disponible concernant leurs similitudes ou leurs différences. Dans ce travail, nous avons comparé deux outils bioinformatiques largement utilisés, Mothur et FROGS, sur des échantillons d'aérosols d'une usine de tri de déchets. Les deux outils apportent des résultats similaires pour l’identification des phylums les plus abondants. Ce travail mérite d'être approfondi au niveau du genre et pourquoi pas en intégrant d'autres outils de bioinformatique.

L’émission de particules fines lors de la combustion du carburant dans les moteurs diesels pose des problèmes tant sur le plan sanitaire que sur le plan climatique. Depuis plusieurs années, des normes visant à réduire cette pollution sont mises en place et ont conduit notamment à l’installation de filtres à particules (FAP) en sortie d’échappement. L’encrassement continu de ces filtres nécessite d’estimer leur état sous peine de les rendre inefficaces. Nous avons développé un nouveau capteur optique rapide breveté permettant d’évaluer l’intégrité physique des FAP sur les engins non-routiers et d’indiquer, si nécessaire, leur remplacement afin de maintenir une efficacité optimale et une émission polluante réduite

Les émissions particulaires de suie, issues des moteurs, sont l'un des principaux contributeurs aux émissions de particules fines dans les zones urbaines. Afin contrôler ces émissions, savoir mesurer la taille des particules et leur concentration en conditions réelles de roulage est nécessaire, requérant de nouvelles technologies de capteur. Dans ce but, disposer de générateurs de suie représentatifs revêt un grand intérêt. Le générateur de suie miniCAST à base de propane a longtemps été utilisé à ces fins et a été largement caractérisé. Cependant, le dispositif est limité à un seul carburant, avec la faiblesse inhérente de n'imiter que partiellement les particules de suie pour des carburants liquides tels que le Diesel et le Kérosène. Le but de cette étude et de caractériser le miniCAST 5201 D à combustible liquide en termes de gamme de fonctionnement, de stabilité de production et de morphologie des particules qu’il génère dans des conditions de laboratoire contrôlées.

Les émissions issues des moteurs aéronautiques ont un impact sur le climat et la qualité de l’air, dans et autour des aéroports. Il existe différentes options pour réduire les émissions des aéronefs, basées notamment sur le développement de nouveaux carburants alternatifs. Un brûleur mini-CAST, adapté à la combustion de carburants liquides, est utilisé comme source représentative et reproductible pour la production de suies similaires à celles des émissions des moteurs d'avions. Ce travail vise à caractériser physiquement et chimiquement les émissions du CAST et à étudier sa stabilité afin de pouvoir en faire usage sur des bancs d’essais et lors de futures campagnes nécessitant une source de combustion fiable.