Dust Ioniser - Rapport final et annexes

ESTACALAB – Rapport QUAD 2024/006 Juillet 2026 13 Les valeurs moyennes d’abattement calculées (0,095 et 0,066 mg·m ⁻ ³·min ⁻ ¹ ) sont près d’un ordre de grandeur supérieures à celles de l’AGK2000. Cette forte efficacité s’explique par les propriétés physiques des particules : ➢ Leur diamètre aérodynamique plus important accroît considérablement la probabilité de capture par impact inertiel sur les gouttelettes d’eau. ➢ Les forces de gravité et d’inertie dominent leur comportement, entraînant une sédimentation rapide et une agglomération facilitée avec les gouttelettes. ➢ De plus, le mouvement relatif entre les gouttelettes et les particules est plus favorable aux collisions, ce qui amplifie le taux de dépôt par impact et interception. La chute de concentration en moins de 80 minutes, couplée à une diminution régulière et cohérente entre les deux essais, traduit une cinétique d’abattement rapide et stable, principalement contrôlée par des mécanismes inertiels et gravitationnels plutôt que diffusifs. • Interprétation physique et implications Les résultats démontrent que l’aspersion est relativement efficace pour les particules de ballast, même en l’absence de brassage actif. Le phénomène observé confirme que pour des particules de taille micrométrique à submillimétrique, la capture par les gouttelettes est quasi immédiate dès que la densité de liquide pulvérisé est suffisante pour induire des collisions. Le profil en deux phases (pic transitoire puis décroissance quasi exponentielle) est typique des aérosols hétérogènes : la première phase correspond à la stabilisation du nuage de particules, la seconde à leur élimination rapide par agglomération et sédimentation. 4.2.4 Résultats des mesures d’abattement des particules AGK 2000 par ionisation : Pour la caractérisation de l’effet d’ionisation, on a intégré l’ioniseur qui est équipé de filtre HEPA amovible. 5 configurations ont été identifiées pour mener à bien ces essais de caractérisation : ▪ Référence passive : ni brassage, ni ionisation, ni filtration. Cette condition permet de caractériser la décroissance naturelle des particules par sédimentation et dépôts sur parois. ▪ Brassage seul : activation exclusive du ventilateur de brassage de la bulle , afin d’évaluer l’influence du mouvement d’air sur la persistance et la dispersion des particules. ▪ Ionisation seule (sans filtre HEP A 2 ) : activation de l’ioniseur sans filtre, pour quantifier l’effet direct du champ ionisant sur l’agglomération et la sédimentation. ▪ Ionisation + brassage (sans filtre HEPA) : combinaison des deux mécanismes, afin d’analyser d’éventuelles synergies entre ionisation et convection forcée. ▪ Ionisation + brassage + filtration HEPA : scénario opérationnel complet, correspondant à l’efficacité maximale attendue du système. Pour chacune de ces configurations, la concentration en particules a été suivie en temps réel grâce au DustTrak (TSI) , qui permet de mesurer les fractions PM ₁ , PM ₂ , ₅ et PM ₁₀ , ainsi qu ’ au Grimm Mini WRAS , utilisé pour analyser la distribution granulométrique sur une large gamme de tailles (10 nm – 35 µm). L’évolution temporelle des concentrations massiques en particules, obtenue dans la bulle qualité de l’air, est présentée sur la figure ci -dessous pour différentes configurations expérimentales d’ionisation, de brassage et de filtration (Figure 12) . Afin d’assurer la reproductibilité des résultats, chaque essai a été répété trois fois . Les comparaisons entre configurations permettent ainsi de distinguer l’efficacité intrinsèque de l’ionisation, l’effet du brassage dans la bulle, et la contribution additionnelle du filtre HEPA. Ce comparatif met en évidence la dynamique de décroissance de la pollution particulaire en fonction des stratégies d’abattement mises en œuvre. L’analyse des courbes permet de quantifier les temps nécessaires pour 2 HEPA : High Efficiciency Particulate Air (filtres à hautes efficacités)