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Métrologie des aérosols

Présidents de séance : Sébastien BAU (responsable d'études) (Président de séance, Vandoeuvre-lès-Nancy), Dr Jeanne MALET
09:10 - 09:30 #24796 - Etude des performances de deux compteurs individuels à noyaux de condensation.
Etude des performances de deux compteurs individuels à noyaux de condensation.

Bien qu'une variété d'instruments soit disponible sur le marché, les compteurs de particules à noyaux de condensation (CPC) constituent les dispositifs les plus souvent déployés en hygiène du travail pour évaluer l'exposition aux aérosols submicroniques suivant la métrique nombre. Récemment, les premiers CPC individuels ont été conçus par une société américaine, Enmont LLC (Environmental Monitoring Technology). Dans ce travail, les performances de deux nouveaux modèles, les PUFP C110 et C200, ont été caractérisées en laboratoire. Nos résultats expérimentaux mettent en évidence que les réponses des deux CPC individuels étudiés sont comparables et satisfaisantes, de l’ordre de +20% par rapport à la concentration de référence (TSI 3752). Il est cependant important de noter que leurs réponses sont affectées par la taille des particules ainsi que leur nature hydrophobe. De plus, des courbes d'efficacité de comptage ont été établies, conduisant à un d50 d'environ 20-25 nm, tandis que le temps de réponse à 95% s'est avéré être de 3 à 4 secondes.


Sébastien BAU (Vandoeuvre-lès-Nancy), Raphaël PAYET
09:30 - 09:50 #24799 - Calibration et impact de la paramétrisation de la température sur le diamètre de découpage du CPC A20 d'Airmodus.
Calibration et impact de la paramétrisation de la température sur le diamètre de découpage du CPC A20 d'Airmodus.

La mesure de particules nanométrique dans l´atmosphère est devenu un sujet crucial pour la compréhension du mécanisme climatique de la Terre. Nous utilisons couramment des compteurs à particules condensées (CPC) dans ce but. De récentes recherches ont montré l’impact du réglage des températures sur le diamètre de découpage de CPC TSI (eau ou n-butanol). Pourtant il existe d’autres entreprises qui produisent des instruments de mesure (i.e. Airmodus). Dans cette étude, nous nous intéresserons à l’impact de différents réglages de température sur le diamètre de découpage du CPC à n-butanol A20 d’Airmodus, ainsi que de l’impact sur l’efficacité de détection de cet instrument.


Loïc GONZALEZ (Vienne, Autriche), Joonas VANHANEN, Paul WINKLER
09:50 - 10:10 #24820 - Validation des concentrations massiques mesurées par une microbalance à élément oscillant (TEOM) pour l’étude des performances d’instruments en temps réel.
Validation des concentrations massiques mesurées par une microbalance à élément oscillant (TEOM) pour l’étude des performances d’instruments en temps réel.

Du fait de leur aptitude à mesurer des événements transitoires de courte durée, les compteurs optiques de particules (COP) et les photomètres sont largement utilisés pour la caractérisation des aérosols dans les atmosphères de travail. Malgré la nécessité de déterminer un facteur de calibration pour obtenir des données de concentrations massiques plus précises pour un aérosol donné, des comparaisons avec des mesures gravimétriques sont très rarement mises en œuvre et les utilisateurs travaillent quasi exclusivement avec les données brutes non corrigées. Ce travail a pour objectif de comparer les concentrations massiques mesurées par un TEOM à des mesures gravimétriques sur filtre ou des concentrations massiques mesurées par un photomètre (TSI AM510) et un COP (TSI OPS3330). Des aérosols d’essais ont été générés avec un générateur à brosse tournante (PALAS RBG-1000), un générateur par décharge électrique (PALAS GFG-1000) ou un nébuliseur de type Laskin. Les concentrations instantanées moyennes mesurées par le TEOM sont en bon accord avec les mesures de concentrations massiques obtenues par gravimétrie sur une plage comprise entre ~0,1 et ~100 mg.m-3. Dans le cas d’un aérosol bimodal de NaCl, les données brutes de l’AM510 sont corrélées de manière satisfaisante avec celles du TEOM ; les données brutes de l’OPS3330 sous-estiment quant-à-elles les concentrations massiques mesurées par le TEOM d’un facteur ≥2.


Xavier SIMON (Vandoeuvre-lès-Nancy), Axel LEROY, Véronique KOEHLER, Virginie MATERA, Sébastien BAU
10:10 - 10:30 #24824 - Test des performances d’un dispositif pour le prélèvement personnel des aérosols semi-volatils dans un banc de génération d’aérosols organique.
Test des performances d’un dispositif pour le prélèvement personnel des aérosols semi-volatils dans un banc de génération d’aérosols organique.

Dans cet article, nous présentons les tests de performance d’un dispositif de prélèvement appelé SADS, basé sur le principe de l’impacteur virtuel, lorsqu’il est utilisé pour échantillonner la phase particulaire d’un aérosol semi-volatil. Les tests sont réalisés dans un banc de génération d’aérosols organiques. Les résultats des tests mettent en lumière certains facteurs réduisant l’efficacité de collecte de la phase particulaire, tels que le dépôt très important des particules dans le dispositif. Agir sur ces facteurs permettrait de concevoir un dispositif plus performant.


Noredine REKEB (Nancy), Emmanuel BELUT, Benjamin SUTTER, Gehin EVELYNE
10:30 - 11:00 PAUSE – VISITE DE L’EXPOSITION.
10:30 - 10:35 PRÉSENTATION SOCIÉTÉ TSI.
10:35 - 10:40 PRÉSENTATION SOCIÉTÉ LVM’AIR.
11:00 - 11:20 #24823 - Mesure de taille de suies dans une flamme stratifiée et swirlée par diffusion angulaire haute cadence.
Mesure de taille de suies dans une flamme stratifiée et swirlée par diffusion angulaire haute cadence.

Les travaux présentés dans cette étude concernent des mesures de tailles de particules de suie produites lors de la combustion de l’éthylène. La flamme étudiée est représentative des conditions aéronautiques, c’est-à-dire turbulente, stratifiée (fort gradient spatial de richesse) et swirlée (écoulement rotatif). La diffusion élastique de la lumière est utilisée afin de déterminer la taille des particules de suie. Cette technique est appliquée ici dans un plan à l’aide d’une nappe laser ainsi que de trois caméras disposées à trois angles de diffusion différents. En effet, l’intensité de la lumière diffusée, résultante de l’interaction entre un faisceau laser et l’aérosol, varie en fonction de l’angle auquel on collecte le signal. Cette variation angulaire est une signature de la taille des particules étudiées. Puisque la flamme étudiée est turbulente donc instationnaire, des caméras haute-cadence sont utilisées permettant un suivi dynamique de la taille des particules dans la flamme.


Maxime BOUVIER (Saint Etienne du Rouvray), Jérôme YON, Franck LEFEBVRE, Gilles GODARD, Gilles CABOT, Frédéric GRISCH
11:20 - 11:40 #24818 - Etude de la réponse d'un capteur résistif aux suies produites par un solvant industriel.
Etude de la réponse d'un capteur résistif aux suies produites par un solvant industriel.

Au cours d’un incendie dans une Installation Nucléaire de Base (INB), les principales conséquences en termes d’émission d’aérosols sont la mise en suspension de particules radioactives et la production de suies. Ce travail s’inscrit dans le cadre d’une thèse portant sur l’étude du dépôt des suies dans les locaux, afin de prédire les quantités d’aérosols participant au colmatage des filtres à Très Haute Efficacité (THE). L’objectif final est de développer un dispositif multi-capteurs pour la quantification, en continu, des suies déposées sur les parois d’un local en situation d’incendie. Cette communication présente la qualification du capteur résistif qui sera utilisé pour la collecte et la détection des suies issues de la dégradation d’un mélange de Tributylphosphate (TBP) / Tetrapropylène Hydrogéné (TPH).


Amel KORT (Massy), François-Xavier OUF, Thomas GÉLAIN, Jeanne MALET, Riadh LAKHMI, Philippe BREUIL, Jean-Paul VIRICELLE
11:40 - 12:00 #24837 - Validation du protocole de mesure de dépôt d'aérosols dans une gaine de réseau de ventilation de taille industrielle.
Validation du protocole de mesure de dépôt d'aérosols dans une gaine de réseau de ventilation de taille industrielle.

Le dépôt d’aérosols dans les gaines des réseaux de ventilation joue un rôle important dans les transferts de pollution particulaire. Jusqu’à présent, les études de dépôt portaient majoritairement sur des lignes de prélèvement d’aérosols (de dimension de l’ordre du cm) ou des gaines droites de réseaux de taille réduite (diamètre hydraulique Dh d’environ 15 cm) et le plus souvent circulaires. Aujourd’hui, il est important d’obtenir des résultats sur des gaines de taille industrielle (Dh = 50 cm) rectangulaires, pour s’assurer qu’un effet d’échelle ne biaise pas les résultats des calculs prospectifs obtenus par application de modèles développés pour des gaines circulaires de petites dimensions. De plus, les études de singularités, comme les coudes, restent rares à ces dimensions. Une étude expérimentale est donc en cours sur un banc d’essais de l’IRSN composé d’un réseau de ventilation de grande échelle. Des premières expériences en amont et en aval d’un coude ont permis de valider le protocole de mesure de dépôt.


Delphine COSTA (Gif-sur-Yvette), Jeanne MALET, Evelyne GÉHIN
12:00 - 12:20 #24813 - Sensibilité à la taille des aérosols de la télédétection lidar (UV, VIS) résolue en polarisation.
Sensibilité à la taille des aérosols de la télédétection lidar (UV, VIS) résolue en polarisation.

La télédétection lidar est d’un intérêt majeur pour notre connaissance de l’aérosol atmosphérique car elle permet d’accéder à la distribution spatio-temporelle des aérosols, avec de nombreuses applications aussi bien dans le domaine de la qualité de l’air que de l’observation du climat terrestre. On se propose ici de présenter les résultats de deux publications récentes, parues en 2019 et en 2020 dans Remote Sensing et Optics Letters (Miffre et al., 2019, 2020) permettant d’évaluer quantitativement la sensibilité de la mesure lidar à la distribution de taille des aérosols. L’étude proposée, réalisée à partir d’un télédétecteur lidar (UV, VIS) résolu en polarisation, montre l’intérêt et la sensibilité de la Télédétection lidar, capable d’adresser des gammes de taille aussi faibles que 40 ± 10 nm, correspondant à la croissance par condensation qui suit le processus de nucléation dans l’atmosphère


Alain MIFFRE (Lyon University), Danaël CHOLLETON, Patrick RAIROUX
12:20 - 12:40 #24842 - Mesures à haute résolution dans le temps de la cinétique d'évaporation des gouttelettes et de l'imagerie de cristallisation des particules.
Mesures à haute résolution dans le temps de la cinétique d'évaporation des gouttelettes et de l'imagerie de cristallisation des particules.

In this article, we study the influence of the drying kinetics of a droplet on the morphological characteristics of the particles produced, in order to model the aerodynamic properties of the aerosols thus formed.

We present the development of a new device allowing to analyze in detail the evaporation of droplets, from their production to the formation of a dry particle, including the nucleation of the first crystals. This experiment makes it possible to study the evaporation of the drops with a temporal resolution lower than a microsecond, and thus to detect very precisely, by image analysis, the start of crystallization. We present a first study carried out on an inorganic salt and which shows, depending on the drying conditions, a wide variety of particle morphologies.


Daniel HARDY (Bristol, Royaume-Uni), J. S. WALKER, P. LEMAITRE, J. P. REID
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PAUSE DÉJEUNER ET VISITE DE L’EXPOSITION

(Salles virtuelles des exposants)
12:40 - 12:45 PRÉSENTATION SOCIÉTÉ AIRINSPACE.
12:45 - 12:50 PRÉSENTATION SOCIÉTÉ ENVICONTROL.
12:50 - 12:55 PRÉSENTATION SOCIÉTÉ TECH SYSTEMES.
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11b
14:00 - 14:05

Introduction de la conférence plénière

par le Dr Philippe DUQUENNE
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14:05

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11a
14:05 - 14:40

Conférence Plénière

14:05 - 14:40 #24855 - Débat autour du rôle des aérosols dans la transmission de la COVID-19 et défis de la recherche.
Débat autour du rôle des aérosols dans la transmission de la COVID-19 et défis de la recherche.

L’étude du rôle des bioaérosols dans la transmission de la COVID-19 est complexe et l’urgence mène à une mobilisation sans précédent des ressources scientifiques mondiales. Le débat sémantique entourant la définition même des aérosols en début de pandémie a semé la confusion et les experts en transmission des maladies infectieuses et en hygiène du travail ont confronté leur vision des risques et des modèles de transport des différentes familles de particules aéroportées. Cette conférence présentera les fondements de la science des bioaérosols, les outils pour étudier les aérosols de SARS-CoV-2, autant sur le terrain qu’en laboratoire, les diverses sciences mises à profit, les connaissances les plus importantes que les chercheurs ont en main et les défis associés à cette recherche. Un modèle de transmission aérosols sera aussi proposé, basé sur les informations disponibles dans la littérature actuelle.


Pre Caroline DUCHAINE (Québec, Canada)
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14:40 - 17:10

Aérosols et Covid-19

Présidents de séance : Philippe DUQUENNE (INRS, Département Ingénierie des Procédés), Pre Evelyne GÉHIN (Université Paris-Est Créteil, CERTES) (Président de séance, Créteil)
14:40 - 15:00 #24845 - Une revue sur les techniques de caractérisation des émissions oropharyngées.
Une revue sur les techniques de caractérisation des émissions oropharyngées.

Cet article présente une revue bibliographique des techniques expérimentales utilisées pour la caractérisation des gouttelettes générées lors des différentes activités respiratoires. Ces techniques sont classées en deux catégories : les techniques intrusives et les techniques non intrusives. L’impact du choix de la métrologie sur les paramètres mesurés sera discuté.


Khansa MAHJOUB MOHAMMED MERGHANI (Creteil), Benoit SAGOT, Evelyne GÉHIN, Charles MOTZKUS
15:00 - 15:20 #24817 - Analyse de sensibilité de la dispersion de gouttelettes aux conditions d’émission et a l’air ambient.
Analyse de sensibilité de la dispersion de gouttelettes aux conditions d’émission et a l’air ambient.

Nous présentons une méthodologie pour analyser la sensibilité et quantifier l’incertitude des résultats de simulation numérique obtenus dans le contexte de la dispersion de gouttelettes dans l’air. La méthodologie se fonde sur les outils existants d’analyse de sensibilité (notamment la méthode de Sobol). L’intérêt de recourir à ces outils d’analyse de grands nombres de résultats est illustré à travers deux situations: un cas simplifié sans écoulement fluide environnant et un cas réaliste avec écoulement fluide. Les résultats préliminaires permettent d’identifier les paramètres influençant les résultats numériques mais montrent une forte sensibilité à l’observable choisie pour l’analyse.


Christophe HENRY (Sophia Antipolis), Kerlyns MARTINEZ-RODRIGUEZ, Angelo MURRONE, Nicolas RUTARD, Hervé GUILLARD, Mireille BOSSY
15:20 - 15:50 #24836 - Caractérisation d'aérosols émis lors de pratiques instrumentales et vocales face au contexte covid-19.
Caractérisation d'aérosols émis lors de pratiques instrumentales et vocales face au contexte covid-19.

Depuis l’émergence de l’épidémie de Covid-19, la transmission du virus par voie aérosol est étudiée avec attention. Cette étude a consisté à caractériser la concentration totale et la distribution en taille d’aérosols (de quelques nanomètres à plusieurs microns) émis par un large spectre d’instruments à vents et de chanteurs en déployant des instruments de mesure sur le terrain. L’effet cumulatif d’un orchestre et d’un chœur a également été évalué en se plaçant à trois distances différentes de la source allant d’un champ très proche à lointain, représentatives du risque potentiel de contamination inter-musiciens et inter-chanteurs, du chef d’orchestre et du 1er rang du public.


Vincent CRENN (BUC), Gwendoline SMITH, David LE DUR, Milena CRETON, Michael JOUSSERAND, Tristan SOUBRIE, Julien NECHAB, Romain VIALA
15:50 - 16:10 Pause - Visite de l'exposition.
15:50 - 15:55 PRÉSENTATION SOCIÉTÉ ADDAIR.
15:55 - 16:00 PRÉSENTATION SOCIÉTÉ BERTIN INSTRUMENTS.
16:10 - 16:30 #24833 - Influence des moyens de génération et de mesure des aérosols sur l’efficacité de filtration des masques chirurgicaux.
Influence des moyens de génération et de mesure des aérosols sur l’efficacité de filtration des masques chirurgicaux.

Les efficacités de filtration de masques chirurgicaux ont été évaluées expérimentalement pour différentes particules : DEHS, alumine, poudre Holi et NaCl, en fonction de différentes conditions de génération et de comptage d’aérosols (compteurs optique et aérodynamique). Les efficacités de filtration ont été déterminées à partir des mesures réalisées sur des échantillons de masques neufs non traités (avec charge électrostatique) et préalablement exposés à une vapeur d’isopropanol (sans charge électrostatique). Les résultats ont mis en évidence que la nature des aérosols influe significativement sur les résultats d’efficacité de filtration pour les masques chargés comme déchargés ; les charges portées par les particules contribuent à l’amélioration de l’efficacité des masques.


Aurélie JOUBERT (Nantes), Ala BOUHANGUEL, Yves ANDRÈS, Laurence LE COQ
16:30 - 16:50 #24841 - Caractérisation des performances des masques barrière à usage non sanitaire : Inter comparaison des protocoles d’essais et premiers enseignements.
Caractérisation des performances des masques barrière à usage non sanitaire : Inter comparaison des protocoles d’essais et premiers enseignements.

Pour endiguer la récente pandémie de Covid-19, la France a pris des mesures pour mettre rapidement à la disposition de la population des masques de protection respiratoire efficaces. Les laboratoires en capacité de réaliser des mesures d’efficacité et de perméabilité de matériaux filtrants ont été sollicités pour mettre en œuvre des bancs d’essais permettant de caractériser les media filtrants utilisés pour la confection des masques dits « barrière » ou « grand public » en termes d’efficacité de filtration et de perméabilité selon les spécifications établies par l’AFNOR (efficacité de filtration vis-à-vis d’aérosols de 3 µm supérieure à 70% et 90% pour deux catégories de masques, et perméabilité à 100 Pa supérieure à 96 L.m-2.s-1). Face à l’urgence, ces différents laboratoires ont mis en œuvre des protocoles différents pour caractériser ces dispositifs. La présente communication vise à comparer les résultats obtenus par trois laboratoires impliqués dans ces essais en utilisant des protocoles différents. Les résultats montrent un bon accord entre les trois laboratoires impliqués dans l’intercomparaison avec des dispersions probablement imputables à l’hétérogénéité des échantillons.


Soleiman BOURROUS (Gif sur Yvette), François-Xavier OUF, V. MOCHO, S. POIRIER, M. BARRAULT, D. THOMAS, A. CHARVET, N. BARDIN-MONNIER, J. C. APPERT-COLLIN, A. FOUQUEAU, A. BESCOND, F. GAIE-LEVREL
16:50 - 17:10 #24797 - Influence du lavage sur les performances des masques à usage médical.
Influence du lavage sur les performances des masques à usage médical.

Ce travail  s’inscrit dans le cadre du projet national « Re-Use » visant à étudier la possibilité d’une réutilisation des masques à usage médical après lavage et stérilisation. Les résultats présentés ici concernent l’étude menée entre le CHU de Nancy et le LRGP sur l’influence du lavage et du nombre de lavages sur les performances de onze références différentes de masque. Il ressort de cette étude que le protocole de lavage du CHU de Nancy ne semble pas altérer de façon notable les performances de filtration des différents masques chirurgicaux testés pour lesquels l’efficacité demeure vis à vis des gouttelettes de 3 µm.


Dominique THOMAS (Administrateur de l'ASFERA), Jean-Christophe APPERT-COLLIN, Nathalie BARDIN-MONNIER, Nathan BERNARD, Augustin CHARVET, Olivier DUFAUD, Maud LEBRUN, Flavien HUIN, Claire DESSALE, Fabienne ANTOINE
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Hommage au Professeur A. Renoux

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Hommage au Professeur G. Tymen

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Remise du Prix Jean Bricard

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