Etude d'un dispositif destiné à la détection en continu d'aérosols métalliques dans l'air

Study of an apparatus for the continuous detection of metallic aerosols in air

• Auteur / Autrice : Lydie Madon
• Direction : Anne-Marie Gomès
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés. Plasmas
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasmas (gaz ionisés)

Spectroscopie d'émission

Évaporation

Métaux lourds

Aérosols

Résumé

La plupart des metaux et de leurs composes chimiques sont particulierement toxiques pour la sante publique et l'environnement lorsqu'ils se trouvent sous la forme d'aerosols. Or les sources d'aerosols metalliques sont de plus en plus abondantes avec, notamment, le developpement du traitement thermique des dechets. Des normes tres strictes concernant les teneurs en aerosols de metaux lourds des rejets gazeux sont deja en vigueur et les valeurs limites des concentrations en metaux risquent d'etre encore diminuees. Actuellement, il n'existe pas de methode permettant d'effectuer les mesures de concentrations en particules metalliques dans l'air sur site et en temps reel. La methode qui est toujours utilisee consiste a pomper de tres grandes quantites d'air a travers des filtres qui sont ensuite analyses par les techniques classiques de spectroanalyse (emission ou absorption atomique). Face a ces constatations, un dispositif permettant le suivi en continu et en temps reel de la concentration d'elements metalliques directement dans l'atmosphere de zones a risques a ete concu. Le principe de cet appareil repose sur l'etude du spectre optique emis par un plasma sans electrodes du type plasma a couplage inductif (icp) cree a partir de l'air sous surveillance. La premiere partie de ce travail est consacree a l'analyse de la toxicite des metaux lourds sur la sante publique ; les normes de securite en vigueur et les techniques de detection actuelles sont decrites. Dans la deuxieme partie, nous presentons les differents elements de l'appareil. La troisieme partie est consacree a la description des methodes specifiques de determination de la temperature que nous avons utilisees. Ces methodes de diagnostic sont basees sur l'analyse des emissivites du monoxyde d'azote (no) et de l'hydroxyde (oh). Elles ont permis, en association avec le calcul des compositions a l'equilibre et hors equilibre des etats excites emetteurs et avec la simulation des bandes moleculaires, d'obtenir la temperature des particules lourdes atomiques ou moleculaires et des electrons. Dans la quatrieme partie, nous discutons des problemes lies a l'etalonnage et a la detection du signal des analytes pour ce type d'appareil. Nous presentons les limites de detection obtenues pour un certain nombre de metaux. Elles sont comparees aux concentrations maximales admissibles en vigueur et aux limites de detection obtenues par d'autres auteurs dont la preoccupation est la mise au point de methodes de controle en continu des metaux