MPSMini Particule Sampler

Olivier Le Bihan (INERIS), Cédric Neveu (ECOMESURE)

Plan :

• Introduction

• Comment cela marche ?

• Cas pratiques

• Le MPS, un préleveur développé par l’INERIS

• Industrialisé et commercialisé par ECOMESURE

• Pour une analyse qualitative

Facile à utiliser

MPSPréleveur de nanoet microparticules

Bas coût

Portable

• MPS

• Support de prélèvement : grilles MET standards

• Prélèvement :

Efficacité de collecte

> 15%R’mili, Le Bihan et al.,

Aerosol Science Technology, 2013.

• Analyse avec un MET

Exemple :

Analyse de particules relachées lors de manipulation de poudres de nanotubes de carbone R’mili et al.,

Nanosafe 2011.

• Recommandé par l’AIST (Japon) pour l’observation de nanotubes de carbones dans l’air des lieux de travail

Comment « ça marche » ?

Analyse en temps réel

o Concentration en masse : TEOM

o Concentration en nombre : CNC

o Distribution en taille : SMPS, ELPI, Batterie

de diffusion

Analyse différée

o Quantification

o Morphologie, taille, composition élémentaire

(MET, MEB et EDX)

Outil polyvalent, « low cost,

portable, easy to use »

(Lyyränen et al. 2009)

Potentiel / autres techniques :

simplicité

Exemple d’une grille MET à membrane poreuse

Joint d’étanchéité

+

Grille MET

Entrée Aérosol

Sortie Aérosol

(INERIS, 2011)

Simplicité d’utilisation, faible

coût, petit et léger

modèle du tube capillaire(Rubow & Liu 1981)

Interception

Impaction inertielleDiffusion brownienne

Lignes de courant

membrane

200 nm

1 µm

Cu – polydispersé

NaCl – polydispersé

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 10 100 1000

Effi

caci

té d

e p

rélè

vem

ent

(%)

Diamètre de particule (nm)

Points expérimentaux

Impaction inertielle

Interception

Diffusion

Efficacité totale

1 µm

Évaluation théorique et

expérimentale

R’mili, Le Bihan et al., Aerosol Science Technology,

2013.

Exemples d’application

Illustration du positionnement des points de mesurage dans un local où un opérateur met en oeuvre un nanomatériau (NM).

En bleu l’aérosol de fond issu de l’extérieur,

en marron l’aérosol de fond issu d’une source ponctuelle P de particules à l’intérieur du local,

en rouge l’aérosol cible issu de la mise en oeuvre du nanomatériau.

Points de mesurage à la source (A), dans la zone respiratoire (B), en champ proche de l’opérateur(C), en champ lointain de l’opérateur à hauteur des voies respiratoires à l’intérieur du local (D) ou à l’extérieur du local (E), à proximité de la source ponctuelle P de particules (F).

Guide ICI

Mesure au poste de travail

ENJEU : morphologie, composition élémentaire, distinguer

les différentes contributions (ex. NMs)

Witschger, Le Bihan et al., Hygiène Santé au travail, avril

2012.

exemple de positionnement

Impact non-détecté par compteurs (CNC, COP)

• Comparaison entre CNC

• (10 nm – 1 µm) :

• Pas de différence significative entre fond et prox.

Phase

CNC COP

Concentration

Proximité (#/cm3)

[10nm ; 1µm]

Concentration

Fond (#/cm3)

[20nm ; 1µm]

Ecart relatif

(/ fond)

Concentration

Proximité (#/cm3)

[0.3µm ; 20µm]

Concentration

Fond (#/cm3)

[0.3µm ; 20µm]

Ecart relatif

(/ fond)

Avant essai

6195 5565 11% 150 263 -43%

1+2 6466 5626 15% 178 254 -30%

3 4875 4885 ~0% 158 247 -36%

4 5227 4787 9% 183 237 -23%

Après essai

5596 4960 13% 188 222 -15%

Comparaison entre COP

(0,3 – 20 µm) :

Différences dues à l’aéraulique ;

Pas de différence significative du fait du procédé.

Pas de lien entre particules « travailleur » et procédé

agrégats de particules de suie

issus de procédés/processus de combustion

Grosses particules de composition variable : silice, calcaire, chlorure de sodium, silicoaluminates, fragments de polymères.

origine terrigène et/ou industrielle (travaux de construction)

• Procédé : TiO2 nano-structuréMesurage : grosses particules terrigènes et suies

Le Bihan et al., Advances in Nanoparticles (ANP),

2013.

Essais en chambre d’émission

Projets Anses :

« nanoEMIS »,

NanoDATA

Shandilya et al., 2013-2015.

Bressot et al., nanosafe 2012, CFA 2013-2014

Connaître l’émissivité des poudres ex. control banding

Morgeneyer et al. 2013Le Bihan et al. , 2014

Nanosafe 2014.

aide à la conception

Modified powders

Emissivity of modified powders

(normalized to pristine powder)

Size range, nano-structure

CONCLUSION

Improvement with respect

to pristine powder

ZrO2_9_NP_SD Divided by 100 Spherical particles, of supra-micrometric sizes Yes

ZrO2_12.1_NP_FD Divided by 100

“Polyhedral" particles of various sizes ranging from

less than 1 µm to 7 µm.

A few rare nanometric objectsYes

PL_ZrO2_PVP Multiplied by 3 Particles of various shapes and sizes No

Combustion

Bouillard et al., 2012

brevet

Incinération

Merci pour votre attention !

cedric.neveu@ecomesure.com 01.70.56.44.11

olivier.le-bihan@ineris.fr 03.44.55.65.88

Peer Review Int. Papers: http://www.researchgate.net/profile/Olivier_Le_Bihan/publications/