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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.
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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- Distribution Mode ultra-fin à 1.2 nm Mode 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 • [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
Cas du FAP vide Point 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 traitements Point de fonctionnement 1
Résumé des traitements Point de fonctionnement 1 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