Réduction des émissions de particules de carbone, d’oxydes d’azote et de monoxyde de carbone pour la santé au travail - Applications aux émissions de moteurs Diesel en espaces confinés
Etude
En France près de 800 000 salariés sont exposés aux fumées diesel, identifiées comme cancérigènes. Ces fumées contiennent plus d’une centaine de produits issus, pour la plupart, d’une combustion incomplète. Il s’agit du dioxyde de carbone et de l’eau, mais aussi des hydrocarbures imbrûlés, du monoxyde de carbone (CO), du monoxyde d’azote, du dioxyde d’azote, des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des suies.
L’objectif est de réduire les émissions des particules de suie sur lesquelles des HAP se sont adsorbés, des oxydes d’azote et du CO, par adsorption gaz solide. Différents outils de diagnostic de fonctionnement de filtres à particules pour le traitement des suies ont été évalués en laboratoire puis sur des engins de chantier afin d’en déterminer les limites. Le besoin exprimé d’un outil de diagnostic simple s’est traduit par le développement d’un capteur de dysfonctionnement très peu coûteux. Ensuite, l’adsorption et la régénération des composés gazeux sur des zéolithes ont été étudiées. Les zéolithes sont des solides minéraux qui ont la particularité d’être cristallins et microporeux. Elles sont régulièrement utilisées pour le stockage et la séparation des gaz dans le milieu industriel car elles sont sélectives. Ainsi, puisque l’échappement diesel contient de la vapeur d’eau en plus grande quantité que les oxydes d’azote, l’influence de la nature de la zéolithe sur l’adsorption de chacun des gaz considérés, en présence d’eau et à différentes températures, a fait l’objet d’investigations.
Cette étude a abouti au développement d’un outil de diagnostic de fonctionnement de filtres quasi diffusable en l’état. Elle a par ailleurs montré que la masse de zéolithe à mettre en œuvre pour un engin non routier de 19 kW, comme les tractopelles et les pelleteuses, est de l’ordre de 12 kg. Par contre, les profils de désorption mettent en évidence la présence de composés inconnus. Leur identification pourrait permettre de mieux comprendre la phase d’adsorption et d’envisager un traitement post régénération afin de limiter le transfert de pollution.
Valorisations :
- effectuées : 3 publications internationales ; 1 publication HST ; 5 communications nationales ; 7 communications internationales
- prévues : 2 publications internationales en cours de rédaction.
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Fiche technique
Fiche technique
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Année de lancement
2015 -
Discipline(s)
Ingénierie des procédés - Ingénierie de conception -
Responsable(s)
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Participant(s)
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Collaboration(s) extérieure(s)
LRGP : Laboratoire de Réactions et Génie des Procédés UMR 7274 CNRS (Université de Lorraine) - CERTAM : Centre d'Étude et de Recherche Technologique en Aérothermique (Rouen) - AFHB : Laboratoire de contrôle des gaz d'échappement de Bienne (Suisse) - LCPT CNRS UL : Laboratoire de chimie et physique théoriques - LMOPS : Laboratoire Matériaux optiques, photonique et systèmes (Metz) -
Référence
ET2015-001
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Publications et communications
Publications et communications
- DELACHAUX F., MONNIER H., HESSOU E., VALLIERES C., BADAWI M. Amélioration de la méthode de DFT pour le calcul de la chaleur isostérique pour trois faujasites– comparaison avec les isothermes expérimentales 26/5/2019-CAIRNS-13th International Conference on the Fundamentals of Adsorption - FOA 2019
- DELACHAUX F., VALLIERES C., MONNIER H. Adsorption du NO et du NO2 sur de la zéolite NaY : influence de l’oxygène et de l’eau dans les gaz d’échappement diesel 26/5/2019-CAIRNS-13th International Conference on the Fundamentals of Adsorption - FOA 2019
- DELACHAUX F., VALLIERES C., MONNIER H. Elimination des NOx dans un échappement diesel par adsorption sur le la zéolithe NaY – Influence de l’eau et de la température 26/5/2019-CAIRNS-13th International Conference on the Fundamentals of Adsorption - FOA 2019
- BEMER D., BAU S. Utilisation d'un appareil DISCmini pour la mesure en temps réel de la concentration massique de particules ultrafines - Application à la mesure des particules diesel Journal of Nanoparticle Research (2019) 21:41
- DELACHAUX F., HESSOU E., VALLIERES C., BADAWI M., MONNIER H. De la validation de méthodes DFT + vdW par comparaison avec l’expérimental à la prédiction de formulations optimisées de zéolithes faujasite pour le piégeage sélectif de polluants 1/4/2019-PORQUEROLLES-35ème réunion annuelle du Groupe Français des Zéolithes
- DELACHAUX F., HESSOU E., MONNIER H., VALLIERES C., BADAWI M. Évaluation de méthodes DFT + vdW basées sur des chaleurs isostériques déterminées expérimentalement pour trois faujasites Y 5/2/2019-DIJON-AFA 2019
- DELACHAUX F., VALLIERES C., MONNIER H., LECLER M.T. Etude expérimentale de l'adsorption de NO et NO2 sur une zéolite NaY en présence d'eau : influence de la composition du gaz par des mesures de courbes de rupture Adsorption, 2019, Vol. 29, Issue 1, 9 p.
- HESSOU E., KANHOUNNON W., ROCCA D., MONNIER H., VALLIERES C., LEBEGUE S., BADAWI M. Etude de l’adsorption de NO, NO2, CO, H2O et CO2 sur des cations monovalents isolés dans la zéolite faujasite par modélisation moléculaire (DFT) Theoretical Chemistry Accounts (2018) 137:161, https://doi.org/10.1007/s00214-018-2373-2
- HESSOU E., DELACHAUX F., VALLIERES C., MONNIER H., BADAWI M. Etude de l’ion compensateur chez la Faujasite pour l'adsorption sélective des NOx et CO émis par les moteurs diesel dans un environnement de travail confiné 26/3/2018-CABOURG-34ème congrès du Groupe Français des Zéolithes
- HESSOU E., KANHOUNNON G., DELACHAUX F., VALLIERES C., MONNIER H., BADAWI M. Etude de l’influence du cation compensateur dans la zéolithe faujasite pour l'élimination sélective des NOx et CO des gaz d'échappement diesel 2/5/2018-SOUSSE-3rd ICIEM 2018 : International Conference on Integrated Environmental Management for Sustainable Development
- BEMER D., SUBRA I., MAZILLIER E., DEPAY J. Mesure sur site des émissions de particules par les engins non-routiers équipés de filtre à particules 18/6/2018-BILBAO-Aerosol Technology 2018
- DELACHAUX F., VALLIERES C., MONNIER H. Adsorption de NOx et CO sur zéolithes MOR, MFI et FAU Y 25/1/2018-MARSEILLE-7èmes journées de l'Association Française de l'Adsorption (AFA 2018)
- BEMER D., SUBRA I. Surveillance de l'émission de particules pour les moteurs diesel non routiers équipés de filtres à particules Journal of Aerosol Science 113 (2017) 153–165
- MONNIER H., BENSABATH T., GLAUDE P.A. Modélisation de l’écoulement en sortie de tuyère du réacteur à jets dit parfaitement agité 1/10/2017-BARCELONE-10th World Congress of Chemical Engineering
- DELACHAUX F., VALLIERES C., MONNIER H. Etude d’un procédé d’adsorption par des mesures de fronts de percée pour le traitement des NOx et du CO - Application a l’échappement diesel des engins non routiers 1/10/2017-BARCELONE-10th World Congress of Chemical Engineering
- DELACHAUX F., VALLIERES C., MONNIER H. Isothermes d'adsorption des NOx et du CO sur les zéolithes MFI ZSM-5, MOR et FAU Y 1/10/2017-BARCELONE-10th World Congress of Chemical Engineering
- DELACHAUX F., MONNIER H., BEMER D., LECLER M.T. Etude de l’ecoulement d’un gaz a travers des geometries type lit granulaire 1/10/2017-BARCELONE-10th World Congress of Chemical Engineering
- DELACHAUX F., VALLIERES C., MONNIER H. Etude des isothermes d’adsorption des NOx et du CO sur les zéolithes Mfi Zsm-5, Mor et Fau Y - Application au traitement de l’échappement diesel 11/7/2017-NANCY-16ème congrès de la SFGP
- DELACHAUX F., MONNIER H., BEMER D., LECLER M.T. Etude de l’écoulement d’un gaz a travers des géométries type lit granulaire 11/7/2017-NANCY-16ème congrès de la SFGP
- DELACHAUX F., VALLIERES C., MONNIER H. Etude d’un procédé d’adsorption par des mesures de fronts de percée pour le traitement des NOx et du CO – Application a l’échappement diesel des engins non routiers 11/7/2017-NANCY-16ème congrès de la SFGP
- BEMER D., MONNIER H., LECLER M.T. Contrôle de la concentration en particules à l'émission des engins à moteur diesel équipés d'un filtre à particules INRS, Hygiène et sécurité du travail, n° 244, NT41, septembre 2016, pp. 50-55