Atelier Exprimentation et Instrumentation Toulouse 30 Mai 2008

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 L’INSTRUMENT NATIONAL CESAM : Description et performance d'une chambre de simulation atmosphérique dédiée à l'étude des processus multiphasiques. S. Perrier, J. Wang, E. Perraudin, B. Picquet-Varrault, Y. Katrib, J. F. Doussin

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Contexte/Motivations Polluants Secondaires Phase dissoute Polluants Primaires Polluants Secondaires et primaires Phase gazeuse Phase Aérosol

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Conception d’une nouvelle chambre de simulation Pression variable et contrôlable Temps de vie des aérosols Cahier des charges Temps de mélange Enceinte évacuable Contrôle température Irradiation Evolutivité

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 CESAM Inox : parois peu réactive mise à la terre Géométrie : Volume = 4, 22 m 3 S/V = 0, 31 m-1 Double parois : circulation fluide Silent blocs : Anti vibrations 12 ports standards de connexion : Souplesse utilisation Possibilité de connecter un grand nombre d’appareils Ventilateur : Temps mélange < 2 mn

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 CESAM Etanchéité : Brides ISO LF joint viton : vide poussé Moyen de nettoyage Pinf = 1, 6. 10 -4 mbar

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Intérieur chambre CESAM Matériau interne : inox poli faibles interactions gaz/particules Facilite le nettoyage mécanique

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 CESAM

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Irradiation 3 Lampes XBO 4 k. W chacune Lampes à haute pression de Xénon Spectre proche de celui du soleil 3 hublots Quartz : transparent à l’UV

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Irradiation

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Environnement analytique à CESAM Paramètres environnementaux - T labo - T CESAM - P labo - P CESAM : Plusieurs gammes - RH Analyse Physique Spectroradiomètre Service microscopie SMPS Analyse Chimique Gaz Particules

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Suivi de la composition chimique phase gaz Analyseurs : IRTF - 03 - NO 2 - CO - SO 2 Service analyse composés carbonylés Au sein du pôle analytique organique du LISA MS en ligne Cellule multiréflexion Projet de développement Complémentarité de l’analyse

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Caractérisation de l’aérosol 2 méthodes complémentaires : SFE/GC/MS SPLAM Analyse off line Analyse on line particules individuelles Dissolution dans fluide supercritique Détection des particules par laser Transfert en tête de colonne GC Caractérisation granulométrique Analyse MS Désorption et ionisation laser Analyse TOF-MS Avantage : sensibilité Avantage : analyse temps réel

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Intégration de l’environnement analytique sur la plateforme Nombreux instruments : Assurance Qualité des résultats Synchronisation mesures Centralisation données Pérennité des données Archivage format standard (Euro. Champ)

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Capteurs Analogiques Diagramme fonctionnel du pilotage de CESAM Capteurs Numériques Module ADC/DAC/IOTTL Console de Contrôle Commandes Modules Commandés Analogiques / IOTTL Ethernet (local) Capteurs RS 232 Module HUB RS 232 Modules Commandés Ethernet PC Utilisateur : Visualisation, Acquisition Vers Base de Données Gestion par Pole de Donnée du LISA

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Infrastructures - Hall technique - Rez de chaussée - Plan incliné

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Capacité à générer et vieillir un aérosol t (mn) Temps de vie de l’aérosol : 10 h à 4 jours Capacité d’étude du vieillissement de l’aérosol

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Capacité à reproduire le rayonnement solaire Mise en place jeu de filtres Proximité spectre solaire 9 mm Capacité à simuler différentes altitude Homogénéité Facteur 2 à 5 Compensée par un mélange efficace Travail en cours actinométrie chimique Valeur Jmoyen

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Capacité à générer des nuages Injection vapeur d’eau RH = 110 -120% Détente rapide (200 mbars en 12 s) Diode Laser Injection Vapeur d’eau Détection : Signal d’une photodiode qui collecte la lumière du laser source diffusée par les gouttelettes d’eau

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Capacité à générer des nuages Nucléation gouttelettes Evaporation du nuage Présence du nuage Temps de vie du nuage généré : environs 15 mn

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Conclusions Outils opérationnel Équipé d’un ensemble instrumental complet Système d’acquisition intégrant l’ensemble des instruments Capacité à générer des aérosols temps de vie compatible avec leur étude sur des durées pertinentes Capacité à simuler le rayonnement solaire Capacité générer des nuages

Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 MERCI