Etude du choix de matériaux adsorbants pour le traitement des oxydes d'azote dans les atmosphères de travail confinées

Le monoxyde d’azote (NO), le dioxyde d’azote (NO2) et le monoxyde de carbone (CO) sont des gaz toxiques générés par les moteurs diesel. Leur concentration dans l’atmosphère de travail peut être élevée en situation de confinement du fait de l’absence de ventilation naturelle (tunnel par exemple). L’objectif est de développer un procédé d’adsorption grâce à un adsorbant efficace et régénérable. Pour cela, l’adsorbant doit être sélectif car il ne doit pas piéger l’eau et le dioxyde de carbone qui sont en trop grande quantité dans les gaz d’échappement. Ainsi, une sélection de matériaux (zéolithes, charbons) avec les propriétés requises a été effectuée notamment par modélisation moléculaire. Les adsorbants les plus prometteurs ont été synthétisés. Ensuite leur capacité maximale d’adsorption a été évaluée. Enfin, les candidats retenus ont été testés en dynamique et en présence d’un mélange gazeux. Une évaluation de la quantité de matériau nécessaire pour un engin non routier type a été effectuée afin de s’assurer de la viabilité du procédé. Au final, la méthodologie mise en œuvre a montré tout l’intérêt de la modélisation moléculaire pour extraire les candidats d’intérêt. La masse de zéolithe nécessaire pour un engin non routier a été évaluée pour fonctionner pendant huit heures. La zéolithe à l’argent est un matériau polyvalent et sa masse nécessaire est quasiment indépendante du gaz à piéger. Elle a été estimée à 158 kg soit 2% du poids du véhicule alors que 7 kg de faujasite au nickel sont suffisants pour stocker le NO2 sur une journée. Ramené à la masse de l’engin, cela fait moins de 0,1%. Les investigations se poursuivent dans le cadre de l’étude ET 2021-005 qui est adossée au programme ANR NOA (ANR-20-CE08-0024) dont l’INRS est coordinateur.