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LINSTRUMENT NATIONAL CESAM : Description et performance d'une chambre de simulation atmosphérique dédiée à l'étude des processus multiphasiques. S. Perrier,

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1 LINSTRUMENT 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

2 Polluants Primaires Polluants Secondaires Secondaires et primaires Polluants Secondaires Phase gazeuse Phase Aérosol Phase dissoute Contexte/Motivations

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

4 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 dappareils Ventilateur : Temps mélange < 2 mn Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 CESAM

5 Etanchéité : Brides ISO LF joint viton : vide poussé Moyen de nettoyage P inf = 1, mbar Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 CESAM

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

7 Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 CESAM

8 Irradiation Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai Lampes XBO 4 kW chacune Lampes à haute pression de Xénon Spectre proche de celui du soleil 3 hublots Quartz : transparent à lUV

9 Irradiation Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008

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

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

12 2 méthodes complémentaires : SFE/GC/MS SPLAM Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Caractérisation de laérosol Analyse off line Dissolution dans fluide supercritique Transfert en tête de colonne GC Analyse MS Analyse on line particules individuelles Détection des particules par laser Caractérisation granulométrique Désorption et ionisation laser Analyse TOF-MS Avantage : analyse temps réel Avantage : sensibilité

13 Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Intégration de lenvironnement analytique sur la plateforme Archivage format standard (EuroChamp) Centralisation données Synchronisation mesures Pérennité des données Nombreux instruments : Assurance Qualité des résultats

14 Module ADC/DAC/IOTTL Capteurs Analogiques Capteurs Numériques Modules Commandés Analogiques / IOTTL Module HUB RS232 Capteurs RS232 Modules Commandés RS232 Modules Commandés Ethernet Console de Contrôle Commandes PC Utilisateur : Visualisation, Acquisition Ethernet (local) Vers Base de Données Gestion par Pole de Donnée du LISA Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Diagramme fonctionnel du pilotage de CESAM

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

16 Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Capacité à générer et vieillir un aérosol t (mn) Temps de vie de laérosol : 10h à 4 jours Capacité détude du vieillissement de laérosol

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

18 Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 Capacité à générer des nuages Laser Injection Vapeur deau Diode Injection vapeur deauRH = % Détente rapide (200 mbars en 12s) Détection : Signal dune photodiode qui collecte la lumière du laser source diffusée par les gouttelettes deau

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

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

21 Atelier Expérimentation et Instrumentation, Toulouse 30 Mai 2008 MERCI


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