Descriptif, objectifs
Le CERTES dispose d’un pool de dispositifs expérimentaux attribués à la thématique QAI-STA permettant de réaliser des mesures et des analyses/tests pour la caractérisation physique des aérosols en conditions contrôlées. L’acquisition de ce matériel a été financée par les appels d’offre investissement de l’UPEC ou de la région, par des contrats avec des EPIC, par des financements ANR ou autres.
Dispositifs de mesures de concentrations en aérosols
Le CERTES dispose de moyens de mesure de concentrations en nombre en aérosols totaux : CNC-3022 (TSI) et CNC-3025 (TSI) pour détecter des particules de diamètre respectivement supérieur à 0,008 µm et 0,003 µm.
TSI CNC-3022 et CNC-3025
TSI Aerosol Particle Sizer 3321
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Les moyens de caractériser la distribution granulométrique des aérosols en nombre comprennent un compteur optique GRIMM (diamètres optiques compris entre 0,3 et 20 µm) et trois spectromètres : un spectromètre PALAS-WELAS digital 2000 pour détecter des particules de diamètre optique compris entre 200 nm et 100 µm et deux spectromètres à temps de vol particulaire TSI/APS (Aerosol Particle sizer) pour des particules entre 0,5 et 20 µm. Un impacteur en cascade 20-800 de Tisch Environmental permet par mesure gravimétrique de distribuer et de collecter des aérosols sur 8 plateaux d’impaction dans la gamme de taille 0,43-10 µm.
Spectromètre PALAS-WELAS digital 2000
Impacteur en cascade 20-800 Tisch Environmental
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BioTrak
Le CERTES possède un compteur de particules totales et viables dans l’air intérieur en temps réel BioTrak (TSI -9510 BD) fonctionnant par la détection de particules biofluorescentes (technologie DUAL-LIF: Laser Induced Fluorescence, avec deux longueurs d’onde distinctes pour séparer les particules totales et les particules viables). Il permet notamment la capture d’échantillons et un comptage de particules totales conforme aux normes ISO pour vérifier la situation particulaire d’un environnement contrôlé. Au-delà de la surveillance des processus aseptiques, il peut également être instrument autonome pour aider à l’identification rapide des sources de contamination.
Dispositifs de génération d’aérosols
TSI VOAG 3450
Différents dispositifs permettent de générer les aérosols : un générateur d’aérosols polydispersés type atomiseur TSI-3075 produit un aérosol de 0,02 à 0,3 µm avec une concentration de 107 #/cm3. Un générateur d’aérosols monodispersés TSI-VOAG 3450 peut générer sous forme liquide ou solide dans la gamme de 1 à 200 µm. Le laboratoire dispose également d’un générateur de gouttes permettant de simuler les émissions oropharyngées (taille de gouttes entre 22 et 40 µm) avec un système aéraulique permettant de produire un jet d’air turbulent dans des conditions correspondant à la respiration (1 m/s), la parole (5 m/s), la toux (10 m/s). Ces matériels sont associés à des filtres à air pour l’alimentation des générateurs TSI-3074B, acceptant un débit jusque 56 L/min à 2°C avec une pression maximale à l’entrée de 1000 kPa.
Dispositifs de prélèvements des aérosols
Coriolis µ (Bertin instruments)
La collecte des particules (10 lpm) est possible par les dispositifs de collecte CIP 10-INRS munis d’une coupelle rotative en plastique munie d’une mousse ou directement dans un liquide selon différentes versions disponibles. Un biocollecteur d’air Coriolis µ (Bertin instruments) basé sur la technologie cyclonique collecte et concentre les particules aéroportées de bioaérosols dans un liquide à haut débit d’air (300 lpm). L’impacteur en cascade permet de prélever les aérosols inhalés ou respirés par impaction inertielle.
Bancs expérimentaux et dispositifs complémentaires
Banc expérimental MIDAS
Le CERTES a construit des bancs expérimentaux pour la mesure d’interactions et de dépôts des aérosols sur les surfaces (MIDAS). Il dispose de mannequins thermiques (MATEO) qui utilise le principe qu’un corps humain de masse et surface données qui fait l’objet d’échanges thermiques pour assurer une température interne de 37°C (en produisant une chaleur métabolique comprise entre 70 et 300 W). Pour garantir le traçage des aérosols générés, des analyses par fluorométrie sont pratiquées (FluoroMax-4, Horiba-Jobin Yvon). D’autres dispositifs complètent les expériences : neutraliseur (Palas), diluteur d’aérosols (TSI 3302A), dispositifs de caractérisation aéraulique (vélocimètre-thermo-hygromètre TSI, débitmètres massiques) et caractérisation de qualité d’air intérieur (pression, CO2 : TESTO 435-2). A noter qu’une station informatique dédiée à la simulation numérique avec ANSYS Fluent v17 complète l’ensemble du dispositif expérimental.