[PDF] Etude Expérimentale de la décharge couronne pour le traitement de

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THÈSE

Pour obtenir le grade de

DOCTEUR DE LA

SpécialitéDoctorat Energétique et Génie des Procédés

Arrêté ministériel

Présentée

Longwen CHEN

Thèse dirigée par Evelyne GONZE

Michel ONDARTS

préparée au sein du Laboratoire l'École Doctorale

Etude Expérimentale de la D

devant le jury composé de

M. Dominique THOMAS

Professeur

Mme. Valérie HEQUET

Professeur, IMT Atlantique, Rapporteur

M.

Maître

M. Pierre GUITTON

Ingénieur, Société TEQOYA, Invité

Mme.

Professeur

M. Michel ONDARTS

Maître de Conférences, Université de

Remerciements

Ce travail s'est déroulé au Laboratoire d'Optimisation de la Conception et Ingénierie de

préparation et la caractérisation d I

Table des

Table des matières

Liste des figures

Liste des ta

Notations

Acronymes

Introduction générale

CHAPITRE I. Etude bibliographique

1. Qualité de l'air intérieu

1.1. La QAI, un enjeu de santé publique

1.2. Polluants de l'air intérieur

1.2.1. Classification et hiérarchisation

1.2.2. Les composés organiques volatils et semi

1.2.3. Les particules en suspension dans l'air

1.2.4. L'ozone

1.2.5. Les oxy

1.3. Valeurs guides de la QAI

2. Décharge couronne et décharge barrière diélectrique

2.1. Généralités sur les décharges électriques à pression atmosphérique

2.2. Description phénoménologique de la décharge couronne

2.2.1. Configuration fil

2.2.2. Configuration fil

2.2.3. Configuration pointe

2.2.4. Caractéristique électrique macroscopique

2.3. Décharge à barrière diélectrique

3. Collecte des particules par décharge couronne

3.1.1. Electrofiltres

3.1.2. Ioniseurs d'air

3.2. Principe de la collecte des particules

3.2.1. Charge des particules

3.2.2. Dynamique des particules

3.2.3. Adhésion et réentraînement des particules

3.3. Efficacité de collecte : modèles globaux

4. Dégradation des COV par plasma non

4.1. Chimie du plasma non

4.1.1. Réactions primaires et secondaires

4.1.2. Formation de l'ozone

4.1.3. Formation des oxydes d'azote

4.2. Dégradation des COV dans l'air intérieur

4.2.1. Processus de dégradation des COV dans un plasma

4.2.2. Résultats expérimentaux pour la dégradation des COV par le plasma

4.3. Couplage du plasma et de la catalyse hétérogène

4.3.1. Choix du catalyseur

4.3.2. Principe du couplage de plasma

5. Conclusion

II CHAPITRE II. Dégradation du toluène par couplage d'une décharge couronne et d'un

1. Introduction

2. Dispositi

2.1. Installation expérimentale

2.2. Instrumentation analytique pour la phase gazeuse

2.2.1. Analyse en continu : O3, NOx

2.2.2. Concentration sur cartouches adsorbantes et analy

2.3. Préparation et caractérisation des catalyseurs

2.3.1. Méthode d'imprégnation sous vide

2.3.2. Méthode de greffage chimique

2.3.3. Caractérisation des catalyseurs

3. Efficacité de l'électrofiltre pour la dégradation du toluène

3.1. Caractéristique intensité

3.2. Formation des espèces propres au plasma

3.2.1. L'ozone

3.2.2. Les oxydes d'azote

3.

3.3.1. Le toluène, une molécule modèle

3.3.2. Identification des intermédiaires et mécanismes réactionnels

3.3.3. Influence des paramètres opératoires

3.4. Points à retenir

4. Cho

4.1. Choix de l'oxyde métallique

4.1.1. Essais préliminaires

4.1.2. Etude de la nature et du pourcentage de précurseur en air sec

4.1.3. Effet de l'humidité

4.x/Al2O3

4.2.1. Propriétés des catalyseurs modifiés

4.2.2. Modélisation isotherme d'adsorption eau/matériau

4.2.3. Performance de décomposition catalytique à 60% HR

4.3. Conclusion

5. Couplage plasma

5.2. Etude du couplage plasma

5.2.1. Ozone et COVT

5.2.2. Oxydes d'azote

5.3. Conclusion

CHAPITRE III

1. Introduction

2. Dispositifs expérimentaux et techniques de caractérisation

2.1. Le pilote

2.2. Procédés de dépoussiérage

2.2.1. L'étage de collecte

2.2.2. L'étage d'ionisation

2.3. Compteurs et générateur de particules

2.3.1. Compteurs de particules

2.3.2. Les aérosols

3. Caractérisation des

III

3.1. Caractéristique électrique

3.1.1. Caractéristique électrique macroscopique de l'ESP

3.1.2.

3.1.3. Mesure spatio

3.2. Emission d'ions

3.2.1. Mesure en statique de l'émission du TIP4

3.2.2. Mesures en canalisation

3.3. Production de l'ozone

3.3.1. Production par l'ESP

3.3.2. Production par le TIP4 et le TIP8

4. Efficacité de collecte de particules

4.1. Efficacité de collecte par classe de particules pour les 3 procédés

4.1.1. Présentation des courbes d'efficacité fractionnelle

4.1.2. Discussion su

4.2. Optimisation géométrique de l'électrofiltre et des conditions opératoires

4.2.1. Paroi conductrice relié à la masse

4.2.2. Polarité de l'ionisation et de la collecte

4.2.3. Tension d'ionisation

4.2.4. Tension de collecte

4.2.5. Vitesse d'air, longueur des plaques et temps de séjour

4.2.6. Association de deux TIP4

4.3. Influence des conditions environnementales

4.3.1. Concentration en particules

4.3.2. Humidité relative

4.4. Comparaison des trois procédés de filtration électrostatique

4.4.1. Efficacité de collecte de l'aérosol de NaCl

4.4.2. Efficacité de collecte des particules de l'air intérieur

4.5.

4.5.1. Appareil autonome

4.5.2. Intégration à la ventilation

5. Conclusion

Conclusion

Référence bibliographique

Annexe I

An

Annexe III

Annexe IV

Annexe V

Annexe VI

IV V

Liste des figures

Figure I

Figure I

Figure I

2,5

Figure I2,5

Figure I2,5

Figure I

Figure I

Figure I

Figure I

Figure I

Figure I

Figure I

Figure I

Figure I

Figure I

Figure I

Figure I

Figure I

Figure I

Figure II

Figure II

Figure II

Figure II

Figure II

Figure II

x/Al2O3

Figure II

Figure II

-) : expérience et modélisation avec Equation I

Figure II

Figure II3

Figure II3

Figure II2

Figure II

Figure II

Figure II

Figure II

Figure II

VI

Figure II

Figure II

Figure II

Figure IIO3 NO2 Ȗ-2O3 et différentes masses de 5 wt.% MnOx/Al2O3

Figure IIO3 NO2 Ȗ-2O3 et

x/Al2O3 Figure II O3 NO2 Ȗ-2O3 x/Al2O3, CoOx/Al2O3, MnOx/Al2O3

Figure IIx

Figure II

Figure II O3 NO2

x/Al2O3

Figure IIO3 NO2

Figure II2

Figure IIO3 NO2 Ȗ-2O3 x/Al2O3

Figure II

Ȗ-2O3 Ԩ.

Figure II

Figure IIO3 NO2 x/Al2O3

Figure II

O3 x/Al2O3

Figure IICOVT en sortie du catalyseur seul pour

x/Al2O3 x/Al2O3

Figure II2/Al2O3

2/Al2O3 [191].

Figure II COVT

x/Al2O3 x/Al2O3

Figure IIO3

x/Al2O3

Figure IICOVT x/Al2O3

Figure IIO3 COVT

Figure IICOVT O3

Figure II2O3

[91]

Figure IIx

Figure IINOx

Figure III

Figure III

Figure III

VII

Figure III

Figure III

Figure III

Figure

Figure III

Figure III

Figure III

Figure III

Figure III

3.h-, (b) 20 m3.h- 3.h-.

Figure IIITIP4

= TIP4 = TIP4 =

Figure III

Figure III

Figure III

Figure III

Figure III

Figure III

Figure III

Figure III

Figure III

a -).

Figure III

Figure III

Figure IIITIP4.

Figure IIITIP8.

Figure IIIESP.

Figure III

Figure III

i.t [204].

Figure III

Figure III

Figure III

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VIII

Figure III TIP4

Figure III du

Figure IIIESP

Figure IIIESP

Figure IIIESP

Figure IIIESP

Figure IIITIP4

Figure IIITIP8

Figure IIIESP

Figure IIIESP

Figure IIITIP4

Figure IIITIP8

Figure IIITIP4

Figure IIITIP4

Figure III

TIP4

Figure IIITIP4

Figure III

TIP4

Figure IIIESP

Figure IIITIP4

Figure IIITIP8

Figure IIITIP4

Figure III

TIP4.

Figure III2 TIP4 TIP8 avec aluminium.

Figure IIITIP8 TIP4

Figure IIITIP8

Figure III

Figure III

Figure III

Figure III

IX

Tableau I

Tableau I

Tableau I

Tableau I

Tableau I

Tableau II

Tableau II

Tableau II

Tableau II

Tableau II

Tableau II

Tableau II

Tableau II

Tableau II

Tableau

Tableau II

Tableau II

Tableau IIx/Al2O3

Tableau II

Tableau II

Tableau II2

Tableau II

Tableau II

Tableau II

Tableau II

Tableau II

Tableau II

Tableau III

Tableau III

Tableau III4 -), air intérieur.

Tableau III

Tableau III

Tableau III

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