Dust Ioniser - Rapport final et annexes

ESTACALAB – Rapport QUAD 2024/006 Juillet 2026 18 5. Conclusion et perspectives Les essais menés dans la bulle qualité de l’air ont permis d’analyser de manière fine les mécanismes d’abattement particulaire dans un environnement clos et parfaitement contrôlé, exempt de perturbations extérieures. Les atmosphères polluées ont été générées artificiellement à l’aide de deux dispositifs distincts : le générateur AGK2000 pour les aérosols fins et ultrafins, et le générateur RBG1000 pour les particules de type ballast, plus grossières. Les résultats obtenus lors des essais d’abattement par aspersion d’eau mettent en évidence deux régimes de décroissance caractéristiques d ’un aérosol de nuage de particules. Les particules fines et ultrafines issues de l’AGK2000 présentent une persistance élevée dans l’air et une décroissance lente, traduisant une plus faible efficacité d ’abattement des particules tés fines (majorité en dessous de 2 µm) par les gouttelettes d’eau lors de l’aspersion. Le mouvement de cette plage de taille de particules est dominé par les phénomènes de diffusion et de mouvement brownien, qui limitent les interactions entre particules et gouttelettes. À l’inverse, les particules générées par le RBG1000, plus massives et à forte inertie, subissent une réduction rapide de l eur concentration sous l’effet combiné de la gravité, de la coagulation par les gouttelettes. Ces observations confirment la dépendance directe entre la taille aérodynamique des particules et l’efficacité d’abattement : plus les particules sont grossières, plus la cinétique de décroissance est rapide et marquée. L’analyse comparative entre les essais d’aspersion et ceux d’ionisation réalisés dans les mêmes conditions expérimentales montre un gain d’efficacité notable lorsque le dispositif d’ionisation est activé. L’ionisation introduit une charge électrique sur le s particules, favorisant leur agglomération et leur attraction mutuelle vers les surfaces collectrices. Cette action accélère la sédimentation des particules fines et submicroniques, traditionnellement plus difficiles à éliminer par les seuls mécanismes gravitationnels ou de diffusion pour les plus fi nes d’entre elles (inférieure à 2µm) . La combinaison de l’ionisation et du brassage d’air permet d’atteindre des niveaux de dépollution plus rapides et plus stables dans le temps, démontrant l’intérêt d’un couplage technologique pour la gestion des aérosols dans des espaces confinés. Les mesures réalisées sur le chantier ferroviaire, dans des conditions réelles d’exploitation, ont permis de relier les comportements observés en laboratoire à des scénarios opérationnels concrets. Les instruments de mesure (DustTrak et Grimm Mini WRAS), installés à hauteur de respiration (~1,5 m) dans les zones sources d’émission, ont permis de caractériser les concentrations particulaires générées lors de manipulation de ballast. Les niveaux mesurés sur le terrain révèlent des pics de concentration très élevés en phase de travail actif, suivis de décroissances progressives. Ainsi, la confrontation entre les essais de laboratoire et les mesures sur chantier permet de mieux comprendre les mécanismes d’émission et de dis persion des particules dans des environnements ferroviaires. Les résultats démontrent la pertinence d’une approche combinée, intégrant à la fois des techniques actives d’abattement (aspersion, ionisation) et des mesures d’aéraulique contrôlée (brassage, ventilati on ciblée). Sur le plan scientifique, ces travaux apportent une contribution importante à la compréhension des processus de dépôt, d’agglomération et de transport des particules émises par le ballast dans les milieux confinés. L’ionisation étant relativement plus efficace, cette technique est à privilégier en raison de l’économie d’eau importante qu’elle permet d’assurer. Les perspectives de recherche s’orientent désormais vers l’optimisation des paramètres de fonctionnement des dispositifs d’abattement intensité d’ionisation, débit de ventilation, optimisation du filtre et granulométrie des gouttelettes, vitesse de brassage et orientation du flux d’air ventilé afin de maximiser leur rendement énergétique et leur efficacité globale. À plus long terme, le développement d’un système de contrôle intelligent, capable d’ajuster dynamiquement les dispositifs de ventilation et d’abattement en fonction des concentrations mesurées en temps réel, constituerait une avancée majeure pour la maîtrise de la qualité de l’air dans les tunnels, ateliers et véhicules ferroviaires. Ces résultats ouvrent ainsi la voie à des solutions opérationnelles robustes et adaptatives, conciliant performance environnementale, sécurité sanitaire et faisabilité industrielle.