traitement des fap et émission particulaire. production particulaire native analyse des productions...
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Traitement des FAP et émission particulaire
Production particulaire “native”
Analyse des productions en absence de filtre
Production particulaire “native”
Point de fonctionnement 1
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
Production particulaire “native”
Point de fonctionnement 4
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
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- DistributionMode ultra-fin à 1.2 nmMode Aïtken à 70 – 80 nm (SMPS)
Production particulaire “native”
Point de fonctionnement 8
- [Total] ≈ 4 x 108 #.cm-3 après stabilisation- [Clusters] ≈ 1 x 108 #.cm-3 après stabilisation
Production particulaire “native”
Point de fonctionnement 8
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 distributionDéplacement vers des tailles inférieuresMode ultra-fin à 1.2 nmModes fins à 25 nm & 35 nm
- [Total] ≈ 4 x 108 #.cm-3 après stabilisation- [Clusters] ≈ 1 x 108 #.cm-3 après stabilisation
Cas du FAP videPoint de fonctionnement 1
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] ≈ 9.7 105 #.cm-3 (moyenne)
3- Fraction chargée : 2.8 %
Filtre efficace sur toute la gamme de taille en régime filtrant.
Production particulaire en régime régénérant.
Cas du FAP catalysé (YSZ)Point de fonctionnement 1
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] ≈ 5.7 104 #.cm-3 (moyenne)
3- Fraction chargée : 31 %
Filtration moins efficace que FAP vide.
Production particulaire en régime régénérant moins importante qu’en FAP vide.
Cas du FAP catalysé (LSM-Ag)Point de fonctionnement 1
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] ≈ 1.1 105 #.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.
Résumé des traitementsPoint de fonctionnement 1
Traitement Efficacité de filtration
Tot. / Clust. Fraction Chargée
FAP vide > 99.9 % 1 2.8 %
YSZ > 99.9 % 1 31 %
LSM-Ag > 99.9 % 3 34 %
Résumé des traitementsPoint de fonctionnement 1
Traitement Efficacité de filtration
Tot. / Clust. Fraction Chargée
FAP vide > 99.9 % 1 2.8 %
YSZ > 99.9 % 1 31 %
LSM-Ag > 99.9 % 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)
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.
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
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.
Modèle M7-SOA
MODIFICATION POUR NUCLEATION COMPOSÉS ORGANIQUES
1 population d’embryons nanométriques stables
1 Composé volatile condensable
Condensation, Croissance & Coagulation
+
=
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
+
=
Modèle M7-SOA
ENTRÉES :
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.
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
MERCI