Étude théorique et expérimentale des facteurs physiques d'échantillonnage des polluants particulaires : application aux capteurs à fente annulaire

par Olivier Witschger

Thèse de doctorat en Physique des aérosols

Sous la direction de André Renoux.


  • Résumé

    Notre travail de recherche s'inscrit dans le contexte d'une amelioration des connaissances dans le domaine de l'echantillonnage des aerosols, et permet d'apporter des elements utiles a la conception des systemes de prelevement et a leur utilisation optimale, en particulier dans le domaine de l'hygiene du travail. Nous effectuons, dans un premier temps, l'etude theorique du mouvement d'une particule dans un conduit cylindrique horizontal, en relation avec le processus de depot dans des sondes de prelevement. Nous developpons ensuite, sur la base d'un bilan des connaissances actuelles sur l'echantillonnage des aerosols, un logiciel de calcul. Celui-ci nous permet l'etude de l'influence de differents parametres relatifs aux particules de l'aerosol, aux ecoulements d'air ainsi qu'a la geometrie et a l'orientation du dispositif de prelevement. Nous decrivons une nouvelle installation aeraulique a empoussierement controlee ; elle reproduit des conditions d'air en mouvement dont la vitesse reglable est comprise entre 0,5 et 4,5 m/s. Les caracteristiques fonctionnelles de l'installation, que nous determinons, indiquent que l'installation presente une bonne stabilite temporelle et une bonne uniformite spatiale pour la gamme de taille de particules utilisee. Nous developpons une nouvelle methodologie originale de mesure des efficacites. Elle permet la determination simultanee en un seul prelevement des efficacites de captage, de transmission et d'echantillonnage d'un dispositif de prelevement pour des diametres aerodynamiques s'etendant de quelques m a environ 70 m. Nous validons notre methodologie en evaluant la reproductibilite et la coherence des resultats des mesures d'efficacites, puis en comparant nos donnees aux modeles theoriques developpes pour des sondes cylindriques a bords minces, que nous utilisons comme outils de validation. Enfin, nous mesurons les efficacites de capteurs a fente annulaire que nous avons concus. Nous discutons l'influence des parametres pertinents sur les resultats que nous avons obtenus. Nous proposons une relation semi-empirique qui permet de calculer l'efficacite de captage ; elle donne des resultats proches de nos resultats experimentaux. Finalement, notre travail nous conduit a mettre en evidence une configuration de capteur dont la specificite est l'independance de l'efficacite de captage vis a vis de la vitesse exterieure de l'air entre 1 et 3 m/s ; on obtient d'autre part un accord satisfaisant entre l'efficacite de captage et la courbe conventionnelle definissant la fraction inhalable d'un aerosol

  • Titre traduit

    Theoretical and experimental investigation of the relevant physical factors involved in airbone particle sampling : study of annular slot samplers


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  • Détails : 1 vol. (365 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 283-293

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