Les particules émises par le freinage automobile constituent un type d'émission peu évoqué à ce jour bien qu’il risque d’émerger prochainement. Peu d’études traitant du sujet sont disponibles, un sujet qui par ailleurs ne fait l’objet d’aucun consensus méthodologique permettant une comparaison internationale des résultats obtenus par exemple des bancs de freinage. La présente communication vise donc à exposer les différents critères à définir lors de la mise en place d’un système de mesure des émissions dues au freinage ; et notamment sur un système pion-disque.

Nous présentons ici un modèle pour la resuspension de particules exposées à un écoulement turbulent et déposées sur un substrat rugueux dans le contexte de sûreté nucléaire. Ce modèle prend en compte les méchanismes révélés par des mesures expérimentales récentes dans la communauté des écoulements multiphasiques. Néanmoins, malgré ces avancées significatives, les capacités de prédiction des modèles souffrent toujours des incertitudes liés aux mesures incomplètes des états de surfaces, lesquelles ont un impact majeur sur l’adhésion entre les particules et les substrats.

Dans la mesure où le temps quotidien moyen en habitacle automobile au sein de la population des pays industrialisés dépasse l’heure, la surveillance des expositions individuelles aux PM dans de tels environnements constitue une préoccupation croissante à laquelle les capteurs optiques bas-coûts cherchent à répondre. Si les avantages apportés par de tels équipements sont nombreuses, les verrous scientifiques et technologiques sont tout aussi nombreux. Centrée sur les PM2.5 et réalisée en conditions réelles de mobilité à Paris et ses environs, cette étude vise ainsi à présenter les premiers résultats d’une méthodologie innovante comparant des données fournies par des capteurs optiques bas-coûts, des compteurs particulaires et des mesures obtenues par gravimétrie en conditions réelles de circulation. Si les résultats des deux campagnes illustrent de forts écarts entre les valeurs nominales affichées par les capteurs et celles obtenues par gravimétrie, ils tendent cependant à valider l’approche méthodologique et à montrer que les coefficients de corrélation référence-capteurs restent élevés (r = 0,74). L’exploitation de l’ensemble des acquisitions fournit les pistes de compréhension des biais métrologiques observés.

La mesure en temps réel de la concentration des fibres d’amiante serait un grand progrès par rapport aux méthodes indirectes utilisées actuellement. Nous présentons un projet visant à concevoir, réaliser et évaluer un sélecteur permettant de séparer les fibres des particules d’autre forme, en combinant les forces électrostatique, de gravité et d’inertie. Le concept est étayé par des calculs analytiques qui fournissent aussi un pré-dimensionnement. Des simulations numériques permettent d’optimiser la conception. A ce stade, différents dispositifs : chargeurs par diffusion, sélecteurs de divers types, ont été construits et sont en cours d’évaluation.

L’estimation quantitative des facteurs d’émissions en particules des bâtiments d’élevage dans les bilans d’inventaire soulève des questionnements quant à la méthodologie employée. Cette étude a tout d’abord recensé dans la littérature les équipements de mesures de particules disponibles, les protocoles de mesure existants et les contraintes associées aux conditions d’élevage. Une méthodologie a ensuite été proposée applicable aux bâtiments d’élevage de porcs et de volailles français qui sera dans un second temps appliquée lors de campagnes de mesure de grande ampleur dans plusieurs dizaines de bâtiments de typologies différentes. L’enjeu du projet est de participer à mieux déterminer la contribution de l’élevage et plus particulièrement de l’élevage de porcs et de volailles de chair à l’émission de particules dans l’atmosphère et proposer des recommandations en termes de choix d’itinéraires techniques les moins émissifs.

Sous l’action de différents facteurs naturels et/ou anthropiques, les dépôts secs atmosphériques peuvent être remis en suspension dans l’air. Ce phénomène vient interférer dans les estimations actuelles du dépôt sec net. Ce travail met en œuvre une méthodologie en vue d’une acquisition de données. L’intérêt est d’évaluer des variations de concentrations surfaciques de particules métalliques (0.5-5 µm de diamètres) remis en suspension par temps secs, en conditions ambiantes et à partir de surfaces représentatives du milieu urbain. 

Nous présentons ici un modèle permettant de mieux simuler l’agglomération de particules dans un écoulement complexe. Ce modèle couple plusieurs approches: un calcul Eulérien pour le fluide porteur, un suivi Lagrangien stochastique des inclusions et une approche de type “Equilibre de population” pour l’agglomération. Un raffinement du modèle est introduit pour discrétiser le domaine en présence d’inhomogénéités dans la répartition spatiale des particules. Les performances et la précision de ce nouveau modèle sont évaluées par rapport à un calcul direct.

La grotte de Lascaux, classée au patrimoine mondial de l’UNESCO, est célèbre pour ses peintures et gravures rupestres. Les nombreuses visites ont nécessité des aménagements qui ont bouleversé le microbiote de la grotte et engendré le développement de taches d’origines microbiennes sur les parois. Des prélèvements de parois et d’air ont été effectués afin de comprendre le développement de ces taches et leur potentielle dissémination. L’abondance microbienne dans l’air de la grotte est plus faible à l’entrée que dans les salles centrales, suggérant que la majorité des microorganismes ne transite pas par l’entrée. L’identification des microorganismes indique que certains taxons bactériens comme Ralstonia sont prédominants dans l’air mais minoritaires sur les parois, où apparemment les conditions écologiques ne leurs permettent pas de s’établir durablement. 

L’article propose un état d’avancement des travaux de normalisation au niveau européen et présente les activités et les objectifs du groupe d'experts français « Bioaérosols » nouvellement créé. Le groupe de travail européen CEN/TC 137/WG5 « Mesurage des agents biologiques » a engagé la révision des normes EN 13098, EN 14031 et EN 14583 sur les bioaérosols. Le groupe d’experts AFNOR X43C/GE 1 « Bioaérosols » a été créé en vue de suivre ces travaux européens et de forger une position Française pour la révision des normes. La création de ce groupe français génère une dynamique nouvelle et fédératrice sur le thème des bioaérosols au niveau national.

Une méthode de mesure des (1,3)-β-D-glucanes dans l’air, développée à l’INRS, a été évaluée en conditions réelles d’exposition dans deux centres de tri des déchets ménagers recyclables. Les résultats indiquent qu’un traitement combiné des échantillons (broyage avec billes de verre en présence de Tween 80) augmente la concentration en (1,3)-β-D-glucanes mesurée dans l’air de centres de tri. Ils suggèrent également qu’il est possible de conserver les échantillons à -20°C pendant une quinzaine de jours avant l’analyse. Les concentrations mesurées dans les deux centres de tri confirment l’applicabilité de la méthode développée dans ce secteur d’activité et la pertinence des résultats mesurés. Des essais complémentaires dans d’autres secteurs semblent nécessaires pour conforter ces résultats.

Cet article présente un dispositif expérimental pour étudier le transport et l’évaporation de gouttelettes de 40 µm dans un jet représentatif d’émissions humaines telles que la respiration ou la toux. La première partie de l’expérimentation est consacrée à la caractérisation du champ de vitesse de la phase gazeuse du jet stationnaire, et des champs d’intensité turbulente, de température et d'humidité. La deuxième partie est consacrée à l’étude des processus de transport et d’évaporation des gouttelettes dans le jet de gaz, en mesurant la vitesse et le diamètre des gouttelettes à différents distances de la source, en utilisant l’anémométrie laser Doppler et l’anémométrie à Phase Doppler.

Les émissions générées par la combustion sont constituées à  la fois de particules et d’espèces en phase gazeuse, toutes deux ayant une influence majeure sur la chimie de l'atmosphère et la santé de la population. La toxicité et la réactivité de ces émissions sont déterminées par leur composition chimique. Par conséquent, pour comprendre l’impact des émissions de combustion, il est nécessaire d’obtenir leur caractérisation chimique, en particulier la répartition des espèces volatiles entre les particules et la phase gazeuse. Dans cette étude, nous utilisons une nouvelle méthode d'échantillonnage couplée à une approche analytique basée sur la spectrométrie de masse pour caractériser les phases particulaire et gazeuse des émissions produites par un moteur monocylindre à essence. Les deux phases sont collectées avec un système à deux filtres: le premier filtre retient les particules tandis que la phase gazeuse passe et est collectée sur le second filtre grâce à une couche de charbon actif le recouvrant. Tous les échantillons sont ensuite caractérisés avec un spectromètre de masse (Two step laser mass spectrometer, L2MS) et diverses techniques statistiques sont utilisées pour mettre en évidence les différences entre les échantillons. Nous avons pu déterminer l’impact du régime moteur et des systèmes de post-traitement (catalytic stripper) sur la chimie des particules et de la phase gazeuse.

Nous présentons une étude expérimentale dédiée à la mesure de la fraction d’aérosol remise en suspension dans l’air pendant les opérations de déconstruction du béton, pour des applications en sûreté nucléaire. La quantité totale de particules remises en suspension est évaluée à l’aide de préleveurs à haut débit associés à un compteur optique de particules. Un intérêt particulier est accordé aux particules dans les fractions conventionnelles alvéolaire et thoracique par une analyse de leur distribution granulométrique. Il convient de mentionner que le travail a été réalisé en l’absence de radioactivité. Toutefois, les résultats devraient être facilement transposables aux structures en béton des installations nucléaires exposées au flux neutronique, pour lesquelles les scénarios d’activation sont bien définis.

L’Incandescence induite par laser (LII) est une technique optique permettant la mesure in-situ de la fraction de volume de suie. C’est une technique de mesure répandue qui fait encore l’objet de développements. En doublant les dispositifs de détection à deux longueurs d’onde, on peut également déterminer la température d’incandescence des particules, permettant d’améliorer la détermination de la fraction de volume. La méthode d’étalonnage la plus utilisée repose sur une mesure d’extinction de la lumière. Il existe cependant une méthode d’étalonnage dite « auto-compensée » qui permet de s’affranchir de cette mesure d’extinction. Ceci est d’autant plus pratique que, dans certains cas, la teneur en particules ou l’accès optique ne permettent pas une mesure fiable d’extinction. Cependant, on observe que, jusqu’ici, la technique d’auto-compensation associée à une mesure à 2 couleurs n’avait pas été appliquée à des flammes complexes et en particulier turbulentes. Nous présentons ici les premiers résultats de l’application de cette technique en imagerie dans une flamme turbulente dont l’architecture est proche des systèmes de combustion aéronautiques. Une comparaison avec les méthodes classique sera proposée.

Au cours d’un incendie dans une Installation Nucléaire de Base (INB), les principales conséquences en termes 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 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 masses de suies déposées sur les parois d’une INB en situation d’incendie. Cette communication présente une qualification, à différentes tensions de polarisation, du capteur résistif qui sera utilisé pour la collecte et la détection des suies.

Les aérosols semi-volatils sont simultanément présents dans l’air sous forme particulaire et gazeuse et sont de nature chimique très diverse. Supposant des effets sur la santé différents des phases particulaires et gazeuses, l’évaluation de l’exposition des salariés nécessite le prélèvement et la collecte séparée de chaque phase. Cet article rapporte les résultats de simulations numériques 2D axisymétriques et 3D réalisées sur un nouveau dispositif de prélèvement appelé SADS, et basé sur le principe de l’impacteur virtuel. Ces simulations ont permis de mettre en lumière les phénomènes physiques réduisant l’efficacité de séparation des deux phases.

En 2014, l’INRS s’est doté d’un système de génération de nanoaérosols adapté aux études de toxicologie par inhalation. Baptisé NanoTIREx pour « Nanomaterial Toxicology Inhalation system for Rodent Exposure », ce dispositif a depuis été mis en œuvre au cours d’une quinzaine de campagnes d’exposition subaiguë (1 mois) avec différents types d’aérosols (issus de différentes natures de poudre et avec des granulométries et des niveaux de concentrations variés). Nous proposonsde faire un retour d’expérience et d’évoquer quels ont été les challenges à relever pour mener à bien ce type d’expérimentation et en quoi la mise en place d’une stratégie de métrologie des aérosols adaptée a permis de surmonter certains obstacles et de répondre aux besoins de la toxicologie.

Dans le cadre d’une étude sur l’impact de l’inhalation de particules de tungstène sur le système nerveux central chez le rat, on présente le développement d’une méthode de génération à faible concentration massique et une stratégie de mesure pour des aérosols composées de particules de tungstène. La densité extrême du tungstène - 19,3 - entraine une très grande différence entre les diamètres aérodynamique et de mobilité électrique, ainsi que l’apparition de valeurs aberrantes pour certain appareil de mesure.

Cet article présente la caractérisation du comportement d’un moniteur de mesure de la contamination particulaire radioactive atmosphérique en condition de chantier de démantèlement simulée en laboratoire. Les premiers résultats présentés dans ce papier mettent en avant une mauvaise adaptation de la compensation dynamique du bruit de fond dans des conditions de fonctionnement non prises en compte dans les référentiels IEC.

L'objectif de cette étude est de caractériser l’impact, sur la qualité de l’air intérieur, de l’usage de quatre appareils domestiques de chauffage au bois distincts, en fonction des caractéristiques de perméabilité à l’air et de ventilation du logement. Les résultats obtenus confirment que la qualité de l’air se dégrade lorsque le renouvellement d’air est réduit. Ils confirment également que l’absence de porte foyère peut conduire à un refoulement des fumées en air intérieur pour de faibles niveaux de tirage. Il apparaît en outre que les périodes de décendrage et de rechargement peuvent être émettrices de polluants particulaires, en particulier lorsque l’appareil de chauffage ne dispose pas d’une porte foyère.

Cette recherche se concentre sur l'étude de la qualité de l'air intérieur (QAI) en développant une approche optimale du traitement des données. En observant les composantes de sortie de la décomposition de PARAFAC, nous sommes en mesure d’expliquer les fluctuations des processus sous-jacents et leurs causes dans un environnement intérieur (un bureau paysager) et ainsi mieux anticiper les conséquences. Par ailleurs, PARAFAC est une méthode très prometteuse pour la QAI lorsqu'il est possible de traiter des tableaux de grandes dimensions et de fournir une sortie unique. Sur cette base, nous pouvons appliquer différentes situations de QAI et utiliser les résultats de chargement pour le modèle de régression ultérieurement.

Cet article rapporte les résultats expérimentaux obtenus lors de deux campagnes de mesure réalisées dans le domaine de la fabrication additive. Dans cette étude, les aérosols émis par le procédé ainsi que l'exposition individuelle à des particules en suspension dans l'air ont été évalués, impliquant à la fois des instruments à lecture directe et des échantillonneurs conventionnels. Les champs proche et lointain ont également été caractérisés. Les résultats mettent en évidence la nécessité de porter un équipement de protection lorsqu'une intervention dans l'enceinte est requise. De plus, des effets significatifs des paramètres de fonctionnement sur les distributions en nombre et en masse des aérosols émis ont été mis en évidence.

Dans le cadre d’un projet transdisciplinaire alliant hygiénistes industriels, ergonomes et spécialistes de la métrologie des aérosols dont l’objectif principal était de proposer et tester une approche opérationnelle d’évaluation des expositions professionnelles alliant des phases de mesurage et d’observations de l’activité réelle de travail, des campagnes de mesurages en entreprises ont été effectuées. Nous présentons ici les éléments d’une démarche pour l’analyse des données issue des mesures en temps réel visant à mieux décrire et comprendre les niveaux d’exposition, à des fins d’utilisation épidémiologique ou de prévention.

Les collisions des particules avec des porois sont fréquentes et peuvent conduire à un chargement substantiel des aérosols. Tandis que plusieurs études sur le chargement des particules de grandes tailles ont été effectuées, le chargement des particules fines par collision avec une paroi sont plutôt rares. En particulier, les collisions obliques n’ont que rarement été analysées. Par conséquent, le but de cette contribution est d’élargir la compréhension du transfert de charge dans des collisions obliques entre des particules conductrices et insolantes avec une paroi conductrice. Pour réaliser cette étude un impacteur à basse pression a été utilisé. Les trajectoires des particules étaient calculées avec l’aide de CFD. D’abord, les mécanismes fondamentaux ont été analysés pour des particules nanométriques et après la dépendance du chargement du matériel a été employée pour séparer un mélange de poudres selon leur composants.

Cet article présente un nouveau banc expérimental nommé In-CASE (In-Cloud Aerosol Scavenging Experiment) qui permet la mesure de l’efficacité avec laquelle les aérosols sont collectés par les gouttes de nuage. La charge électrique et la taille de l’aérosol et de la goutte y sont rigoureusement contrôlées, au même titre que la température et l’humidité relative pour être le plus représentatif des conditions rencontrées dans les nuages. Ainsi, In-CASE facilite l’étude de l’ensemble des effets microphysiques agissant dans la capture de l’aérosol par le nuage. Des mesures d’efficacité incluant les effets électriques sont ainsi présentées et confrontées au modèle théorique développé.

Une méthodologie numérique innovante de restitution des Indices Complexes de Réfraction (ICR) a été développée à l’Université de Lille. Cette méthode met en place une technique de mesure de spectres d’extinction de particules en suspension et d’un algorithme associant la théorie de Mie, les relations de Kramers-Kronig et une méthode d’estimation optimale. Notre objectif principal est de valider le lien entre les propriétés optiques et la composition chimique. Nos premiers résultats concernent les particules de silice et de carbonate de calcium, puis nous avons poursuivit sur des échantillons naturels de poussières désertiques.

La distribution en taille des aérosols désertiques est un élément-clef pour quantifier leurs impacts tout au long de leur cycle. Cependant, peu de mesures in-situ existent aujourd’hui pour caractériser cette propriété à l’émission. Ce travail présente les flux d’émission résolus en taille mesurés au cours de 8 événements érosifs dans le sud tunisien. La méthode employée est celle dite « du gradient ». Le principal résultat est qu’en condition d’érosion, la distribution en taille du flux vertical d’aérosols désertiques est plus riche en particules submicroniques pendant les périodes thermiquement instables.

Le processus d'agrégation est, dans certains cas, un phénomène auto-similaire dont la modélisation peut être effectuée à l'aide du paramètre d'homogénéité du noyau de coalescence. Une nouvelle approche pour déterminer ce paramètre est introduite. Elle est basée sur des expressions analytiques dérivées de la théorie de l'auto-similarité et appliquée aux 1er et 2ème moments de la distribution granulométrique. Au fur et à mesure que l'agrégation évolue dans le temps, on constate que l'homogénéité du noyau ainsi déterminée varie d'une manière différente en fonction de la fraction de volume de suie initiale. La convergence relative entre les coefficients d'homogénéité dérivés des premier et deuxième moments de la distribution granulométrique est utilisée comme critère pour estimer la duree dans le temps nécessaire a l'obtention d'un régime auto-similaire. Cette durée s'avère être 5 fois le temps caractéristique de la coagulation sans dépendance significative de la fraction de volume de suie initiale.

Dans de nombreux cas, les aérosols de nanoparticules prennent la forme d’agrégats de particules dites “primaires”. Quand l’agrégation est pilotée par le mouvement Brownien des particules, ce qui est le cas par exemple pour les particules de suie, la structure ramifiée des particules ainsi générées est qualifiée de fractale introduisant une dimension fractale qui quantifie la compacité de ces particules. Cependant, les objets réels sont quasi-fractals car limités spatialement aux petites et aux grandes échelles. Si la limite supérieure a déjà été considérée par le passé, beaucoup moins d’attention a été portée à l’impact de la prise en compte de la limite inférieure, pilotée par les sphérules primaires. Dans ce travail, on modélise la fonction d’autocorrélation de paire en tenant compte de ces deux limites. Il en découle une modélisation analytique du préfacteur fractal individuel ainsi que de la fonction de phase intervenant dans les mesures optiques des particules agrégées. Ceci ouvre la voie à une caractérisation morphologique plus fine des agrégats quasi-fractals.