Traitement des FAP et émission particulaire

Présentation au sujet: "Traitement des FAP et émission particulaire"— Transcription de la présentation:

1 Traitement des FAP et émission particulaire

2 Production particulaire “native”
Analyse des productions en absence de filtre

3 Production particulaire “native”
Point de fonctionnement 1

4 Production particulaire “native”
Point de fonctionnement 1 [Total] ≈ 7.7 x 108 #.cm-3 après stabilisation [Clusters] ≈ 4.8 x 108 #.cm-3 après stabilisation

5 Production particulaire “native”
Point de fonctionnement 4

6 Production particulaire “native”
Point de fonctionnement 4 [Total] ≈ 7.7 x 108 #.cm-3 après stabilisation [Clusters] ≈ 4.6 x 108 #.cm-3 après stabilisation

7 Production particulaire “native”
Point de fonctionnement 1 VS. 4 Pas de différence significative entre les deux points de fonctionnement [Clusters]PF4 ~< [Clusters]PF1 Résumé des Points de Fonctionnement 1 & 4 1- Nombre [Total] ≈ 7.7 x 108 #.cm-3 [Clusters] ≈ 4.7 x 108 #.cm-3 2- Distribution Mode ultra-fin à 1.2 nm Mode Aïtken à 70 – 80 nm (SMPS)

8 Production particulaire “native”
Point de fonctionnement 8 [Total] ≈ 4 x 108 #.cm-3 après stabilisation [Clusters] ≈ 1 x 108 #.cm-3 après stabilisation

9 Production particulaire “native”
Point de fonctionnement 8 [Total] ≈ 4 x 108 #.cm-3 après stabilisation [Clusters] ≈ 1 x 108 #.cm-3 après stabilisation Grande variation par rapport à PF1-4 : 1- En nombre [Total]PF8 ≈ ½ x [Total]PF1-4 [Clusters]PF8 ≈ ¼ x [Clusters]PF1-4 2- En distribution Déplacement vers des tailles inférieures Mode ultra-fin à 1.2 nm Modes fins à 25 nm & 35 nm

10 Cas du FAP vide Point de fonctionnement 1

11 Cas du FAP vide Point de fonctionnement 1
1- Efficacité du filtre en “mode filtration” [Total] ≈ 2 x 104 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ 2 x 104 #.cm-3 (moyenne) 2- Efficacité du filtre en “mode régénération” Pic de production [Total] ≈ 9.7 x 105 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ #.cm-3 (moyenne) 3- Fraction chargée : 2.8 % Filtre efficace sur toute la gamme de taille en régime filtrant. Production particulaire en régime régénérant.

12 Cas du FAP catalysé (YSZ)
Point de fonctionnement 1

13 Cas du FAP catalysé (YSZ)
Point de fonctionnement 1 1- Efficacité du filtre en “mode filtration” [Total] ≈ 1.8 x 105 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ 1.8 x 105 #.cm-3 (moyenne) 2- Efficacité du filtre en “mode régénération” Pic de production [Total] ≈ 5.7 x 104 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ #.cm-3 (moyenne) 3- Fraction chargée : 31 % Filtration moins efficace que FAP vide. Production particulaire en régime régénérant moins importante qu’en FAP vide.

14 Cas du FAP catalysé (LSM-Ag)
Point de fonctionnement 1

15 Cas du FAP catalysé (LSM-Ag)
Point de fonctionnement 1 1- Efficacité du filtre en “mode filtration” [Total] ≈ 1.8 x 105 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ 1.8 x 105 #.cm-3 (moyenne) 2- Efficacité du filtre en “mode régénération” Pic de production [Total] ≈ 3.2 x 105 #.cm-3 (moyenne) [Clusters] ≈ #.cm-3 (moyenne) 3- Fraction chargée : 34 % Filtre moins efficace que FAP vide. Production particulaire de clusters supérieure au FAP vide + production supplémentaire de particule > 3nm par / FAP vide et YSZ.

16 Résumé des traitements
Point de fonctionnement 1 Traitement Efficacité de filtration Tot. / Clust. Fraction Chargée FAP vide > 99.9 % 1 2.8 % YSZ 31 % LSM-Ag 3 34 %

17 Résumé des traitements
Point de fonctionnement 1 Traitement Efficacité de filtration Tot. / Clust. Fraction Chargée FAP vide > 99.9 % 1 2.8 % YSZ 31 % LSM-Ag 3 34 % En absence de catalyse => Processus de nucléation neutre en accord avec Maricq et al. (2006) sur des particules > 5 nm que nous détectons sous 3 nm. Catalyse => Processus chargés => Favorise IMN (?) => Particule + grosse ou croissance favorisée (voir SMPS pour YSZ)

18 Modélisation de la formation de nouvelles particules
Inceritude sur les mécanismes les mecanismes impliqués aux tailles intermédiaires entre gaz / particules : - Acitvation des clusters puis croissance (Théorie nano-Kohler). - Equilibre gaz / particules sans barrière d’énergie.

19 Modélisation de la formation de nouvelles particules
Inceritude sur les mécanismes les mecanismes impliqués aux tailles intermédiaires entre gaz / particules : - Acitvation des clusters puis croissance (Théorie nano-Kohler). - Equilibre gaz / particules sans barrière d’énergie. TEST PAR MODÉLISATION

20 Modèle M7 (Vignati et al., 2004)
Développé pour intégrer la nucléation dans les modèles aux modèles de circulation générales et de chimie atmosphérique de grande échelle. - Approche pseudo-modale (4 modes log-normaux : nucléation, Aïtken, accumulation et grossier) * 1 mode = 1 masse, 1 nombre de particule => GMD - Processus : Nucléation selon théorie bimoléculaire (H2SO4 / H2O), condensation & coagulation, comportement hygroscopique.

21 Modèle M7-SOA + = MODIFICATION POUR NUCLEATION COMPOSÉS ORGANIQUES
1 population d’embryons nanométriques stables + 1 Composé volatile condensable = Condensation, Croissance & Coagulation

22 TEST DU MECANISME EQUILIBRE GAZ / PARTICULE SANS ACTIVATION
Modèle M7-SOA MODIFICATION POUR NUCLEATION COMPOSÉS ORGANIQUES 1 population d’embryons nanométriques stables + 1 Composé volatile condensable = Condensation, Croissance & Coagulation TEST DU MECANISME EQUILIBRE GAZ / PARTICULE SANS ACTIVATION

23 Modèle M7-SOA ENTRÉES : SORTIE :
1 population d’aérosol support (ceux émis lors de la régénration par exemple) 1 quantité de vapeur condensable (nécessite la détermination de GR) SORTIE : 1 distribution granulométrique de l’aérosol secondaire à différent temps depuis l’émission.

24 Paramètres à mesurer lors de la prochaine campagne
Growth rate => Quantité de vapeur condensable * Faire varier le temps de residence (au moins trois points par experience). * Bien déterminer l’impact de la dilution (utilisation d’un traceur avant et après diluteur, CO2 par exemple) - Paramétrer le taux de formation (J) : pas de dependance claire avec les points de fonctionnement => Étendre les mesures à PF4 et PF8 (seul PF1 est exploitable sur la campagne Sep. 09) - Autres suggestions : CPC 3025 pour confirmer NAIS (Première utilisation sur ce type d’expérience) + diluteur / injecteur

25 MERCI