Etude des performances d'un echantillonneur d'aerosols a fente annulaire dans l'air calme et dans l'air en mouvement - experiences et simulations numeriques

• Auteur / Autrice : FLORENCE ROGER
• Direction : André Renoux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 12

Résumé

Ce travail s'inscrit dans le cadre de la prevention des risques lies a l'inhalation des particules en suspension dans l'air des lieux de travail. La necessite de developper un echantillonneur d'aerosols capable de collecter la fraction conventionnelle inhalable, peu sensible aux parametres environnementaux tels que la vitesse et la direction de l'air exterieur, nous a conduit a mener une etude sur les caracteristiques d'echantillonnage d'un dispositif de prelevement a geometrie omnidirectionnelle. Disposant de donnees experimentales sur le comportement d'un tel echantillonneur dans l'air en mouvement, nous avons mesure son efficacite de captage dans l'air calme. Cette etude a necessite la realisation d'un tunnel vertical, avec une faible vitesse d'ecoulement, et la mise au point d'un systeme de prelevement de reference de l'aerosol d'essai. Par ailleurs, nous avons developpe un modele semi-empirique de representation de l'efficacite de captage dans l'air calme. La caracterisation de l'ecoulement de l'air au voisinage de la fente annulaire a ete etudiee par simulation numerique. En calculant les trajectoires des particules, nous avons mis en evidence que, dans l'air calme, cet echantillonneur d'aerosols est sensible aux effets de rebonds des particules sur les parois externes. Notre etude dans un ecoulement d'air horizontal a montre que les caracteristiques d'echantillonnage pouvaient etre ameliorees en modifiant legerement la geometrie externe de l'echantillonneur. Nous avons ainsi concu deux prototypes adaptes aux exigences d'un prelevement individuel. La qualification de ces nouveaux echantillonneurs a ete realisee a l'aide d'une methode developpee au prealable, qui permet de tester les performances des echantillonneurs individuels en tenant compte de l'influence de l'operateur. Les resultats sont satisfaisants pour une vitesse d'air exterieur inferieure ou egale a 1 m s 1. Au-dela, l'efficacite de captage s'eloigne de la convention.