Hydrocarbons Heterogeneous Pyrolysis: Experiments and Modeling for Scramjet Thermal Management

The last years saw a renewal of interest for hypersonic research in general and regenerative cooling specifically, with a large increase of the number of dedicated facilities and technical studies. In order to quantify the heat transfer in the cooled structures and the composition of the cracked fuel entering the combustor, an accurate model of the thermal decomposition of the fuel is required. This model should be able to predict the fuel chemical composition and physical properties for a broad range of pressures, temperatures and cooling geometries. For this purpose, an experimental and modeling study of the thermal decomposition of generic molecules (long-chain or polycyclic alkanes) that could be good surrogates of real fuels, has been started at the DCPR laboratory located in Nancy (France). This successful effort leads to several versions of a complete kinetic model. These models do not assume any effect from the material that constitutes the cooling channel. A specific experimental study was performed with two different types of steel (regular: E37, stainless: 316L). Some results are given in the present paper

Pollution du pollen par des particules

International audienceLa littérature comporte une vingtaine d'études relatant l'adhésion de particules atmosphériques sur la surface de grains de pollens allergisants. La pollution de pollens par un grand nombre de particules a ainsí eté fréquemment observée pour différentes espèces/taxons et dans plusieurs environnements géographiques. Cette adhésion de particules modifie la composition chimique pollinique surfacique. Les effets sur la santé de tels complexes pollen-particules sont encore peu connus, mais de premièresétudes mentionnent qu'il faut s'attendreà une augmentation du potentiel allergisant de ces grains pollués aux particules. Le capteur de Hirst est la méthode de référence pour la surveillance réglementaire des pollens et il est egalement utiliser dans certainesétudes en lien avec l'état de pollution du pollen par les particules. Cependant, en raison de son diamètre de coupure plus faible que 10 µm, ce capteur peut piégerégalement des particules micrométriques. Bien que desétudes antérieures l'aient utilisé pour renseigner la pollution des pollens aux particules, il apparaît inapproprié dans ce cas précis. Dans un premier temps, des prélèvements de pollens ontété effectués en simultané avec un capteur de Hirst et avec un impacteur en cascade. Nous montrons qu'il existe un important artefact de prélèvement avec un cap-teur de Hirst, capteur pourtant couramment utilisé dans la littérature pour ce type d'étude, mais qui se révèle donc inadapté pour ces prélèvements. En effet, la vitesseélevée en entrée de buse d'aspiration du capteur de Hirst ne garantit pas une bonne séparation entre les pollens et les particules fines (PM 2.5) et les pollens une fois piégés sur la surface adhésive de prélèvement sont littéralement bombardés de particules. Dans une seconde phase, l'utilisation d'un impacteur en cascade pendant la saison pollinique du bouleau a permis d'estimer le nombre moyens de particules déposées sur les grains de pollen de betula dans une at-mosphère moyennement polluée. En comparant ce nombre avec les données de la littérature, nous mettons enévidence une large surestimation de la pollution du pollen par des particules dans lesétudes publiées. L'analyse des grains pollués par MEB/EDX permet par ailleurs de préciser la nature des particules adhéréesà partir de leur compositionélémentaire et, dans une certaine mesure, leur potentiel inflammatoire/dangerosité. Malgré un impact sanitaireélevé, les complexes pollen-particules restent largement méconnus, tant du point de vue de leur fréquence qu'en terme de nature chimique des particules adhérées. Lesétudes futures ne doivent pas employer de capteur de Hirstà moins de vouloir renseigner non pas l'état de pollution du pollen par les particules mais plutôt la co-exposition des pollens avec les particules atmosphériques

Pollution du pollen par des particules

International audienceLa littérature comporte une vingtaine d'études relatant l'adhésion de particules atmosphériques sur la surface de grains de pollens allergisants. La pollution de pollens par un grand nombre de particules a ainsí eté fréquemment observée pour différentes espèces/taxons et dans plusieurs environnements géographiques. Cette adhésion de particules modifie la composition chimique pollinique surfacique. Les effets sur la santé de tels complexes pollen-particules sont encore peu connus, mais de premièresétudes mentionnent qu'il faut s'attendreà une augmentation du potentiel allergisant de ces grains pollués aux particules. Le capteur de Hirst est la méthode de référence pour la surveillance réglementaire des pollens et il est egalement utiliser dans certainesétudes en lien avec l'état de pollution du pollen par les particules. Cependant, en raison de son diamètre de coupure plus faible que 10 µm, ce capteur peut piégerégalement des particules micrométriques. Bien que desétudes antérieures l'aient utilisé pour renseigner la pollution des pollens aux particules, il apparaît inapproprié dans ce cas précis. Dans un premier temps, des prélèvements de pollens ontété effectués en simultané avec un capteur de Hirst et avec un impacteur en cascade. Nous montrons qu'il existe un important artefact de prélèvement avec un cap-teur de Hirst, capteur pourtant couramment utilisé dans la littérature pour ce type d'étude, mais qui se révèle donc inadapté pour ces prélèvements. En effet, la vitesseélevée en entrée de buse d'aspiration du capteur de Hirst ne garantit pas une bonne séparation entre les pollens et les particules fines (PM 2.5) et les pollens une fois piégés sur la surface adhésive de prélèvement sont littéralement bombardés de particules. Dans une seconde phase, l'utilisation d'un impacteur en cascade pendant la saison pollinique du bouleau a permis d'estimer le nombre moyens de particules déposées sur les grains de pollen de betula dans une at-mosphère moyennement polluée. En comparant ce nombre avec les données de la littérature, nous mettons enévidence une large surestimation de la pollution du pollen par des particules dans lesétudes publiées. L'analyse des grains pollués par MEB/EDX permet par ailleurs de préciser la nature des particules adhéréesà partir de leur compositionélémentaire et, dans une certaine mesure, leur potentiel inflammatoire/dangerosité. Malgré un impact sanitaireélevé, les complexes pollen-particules restent largement méconnus, tant du point de vue de leur fréquence qu'en terme de nature chimique des particules adhérées. Lesétudes futures ne doivent pas employer de capteur de Hirstà moins de vouloir renseigner non pas l'état de pollution du pollen par les particules mais plutôt la co-exposition des pollens avec les particules atmosphériques

Étude des processus hétérogènes de formation et de destruction des "dioxines"

L'objectif de ce travail est l'apport d'une meilleure compréhension des mécanismes hétérogénes de formation et de destruction des dioxines dans les procédés de combustion industriels. Les deux voies hétérogènes de formation des dioxines ont èté étudiées. la synthèse par précurseurs (voie I) et la synthèse de novo (voie II). Concernant la voie I, les processus de dégradation thermique du 2-chlorophénol (précurseur) ont èté étudiés en présence de CuCl2, ou de CuCI par la technique des tubes scellés. Les principaux produits formés ont èté identifiés et quantifiés en fonction de la température (250-400'C) et du temps de séjour (1-120 min.), en présence de différents oxydes (Al2O3, MgO et SiO2) et avec un ajout d'urée (inhibiteur de la fonnation des dioxines). Les paramètres influents ont été identifiés et des corrélations entre divers produits formés établies. En particulier, les réactions de chloration du précurseur et de dégradation des composés organiques chlorés sont les facteurs influençant fortement les concentrations des dioxines. Les polychlorobenzènes ont notamment été observés en tant que produits de dégradation thermique des " dioxines". Pour la voie II, la combustion de carbone activé en présence de CuCI, a été étudiée à 350'C dans un réacteur ouvert à lit fixe. L'analyse cbromatograpbique des produits formés a mis en évidence deux phases réactionnelles successives. une première phase rapide d'oxydation du carbone activé suivie d'une phase lente de dégradation thermique du résidu de combustion. La concentration maximale en dioxines a été obtenue pour des temps de séjour longs, suggérant leur formation à partir du résidu de la combustion du carbone.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Étude des processus hétérogènes de formation et de destruction des "dioxines"

L'objectif de ce travail est l'apport d'une meilleure compréhension des mécanismes hétérogénes de formation et de destruction des dioxines dans les procédés de combustion industriels. Les deux voies hétérogènes de formation des dioxines ont èté étudiées. la synthèse par précurseurs (voie I) et la synthèse de novo (voie II). Concernant la voie I, les processus de dégradation thermique du 2-chlorophénol (précurseur) ont èté étudiés en présence de CuCl2, ou de CuCI par la technique des tubes scellés. Les principaux produits formés ont èté identifiés et quantifiés en fonction de la température (250-400'C) et du temps de séjour (1-120 min.), en présence de différents oxydes (Al2O3, MgO et SiO2) et avec un ajout d'urée (inhibiteur de la fonnation des dioxines). Les paramètres influents ont été identifiés et des corrélations entre divers produits formés établies. En particulier, les réactions de chloration du précurseur et de dégradation des composés organiques chlorés sont les facteurs influençant fortement les concentrations des dioxines. Les polychlorobenzènes ont notamment été observés en tant que produits de dégradation thermique des " dioxines". Pour la voie II, la combustion de carbone activé en présence de CuCI, a été étudiée à 350'C dans un réacteur ouvert à lit fixe. L'analyse cbromatograpbique des produits formés a mis en évidence deux phases réactionnelles successives. une première phase rapide d'oxydation du carbone activé suivie d'une phase lente de dégradation thermique du résidu de combustion. La concentration maximale en dioxines a été obtenue pour des temps de séjour longs, suggérant leur formation à partir du résidu de la combustion du carbone.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Formation d’aérosols organiques secondaires lors de l’oxydation de composés organiques biogéniques

National audienc

Développement d’un nouveau réacteur pour l’étude de la formation des aérosols organiques secondaires lors de l’ozonolyse de composés organiques volatils

National audienc

Pollution of birch pollen grains by atmospheric particulate matter

International audienc

Développement d’un nouveau réacteur pour l’étude de la formation des aérosols organiques secondaires lors de l’ozonolyse de composés organiques volatils

National audienc

Le Pollen de Pin d’Alep bio-Indicateur de la pollution atmosphérique

International audienc