Dépôt sec des aérosols submicroniques sur une surface liquide en mouvement

Whether by chronic or accidental releases, the impact of a nuclear installation on the environment mainly depends on atmospheric transfers; and as the accidents at Chernobyl and Fukushima show, affect the contamination of surfaces and impacts on the environment and the population. This work focuses on the characterization and modeling of dry deposition of submicronic aerosols on liquid surfaces in motion such as rivers. The evaluation of dry deposition is based on the estimation of flux modeling as the product of particle concentration and deposition velocity. Due to the lack of data on the dry deposition of submicronic aerosols on a liquid surface in motion, the approach was based on two axes: 1) the acquisition of experimental deposition velocities and 2) the analysis and interpretation of results through modeling. The experiments were performed with uranine aerosols released into the IOA-IRPHE wind tunnel. These experiments have given many dry deposition velocities for different configurations characterized according to wind, current, ambient temperature and relative humidity, the liquid surface deformations (measured significant wave height) and size distribution of aerosols released. The modeling part was to adapt the model to resistance. Slinn and Slinn (1980). The main adjustments made by this work have been to take specific account of the different classes of particle size distribution, the spectrum variation as a function of hygroscopicity, and mechanisms of aggregation. It is integrated mechanisms of diffusiophoresis and thermophoresis, respectively produced by the evaporation of water and the temperature gradient at the air-water interface.Que ce soit par rejets chroniques ou accidentels, l’impact d’une installation nucléaire sur l'environnement dépend essentiellement des transferts atmosphériques qui, comme le montre l'accident de Fukushima, impacts sur l’environnement et les populations. Ce travail s’intéresse à la caractérisation et à la modélisation du dépôt sec des aérosols submicroniques sur des surfaces liquides en mouvement telles que des rivières. Compte tenu de l’inexistence de données sur le dépôt sec des aérosols submicroniques sur une surface liquide en mouvement, la démarche s’est appuyée sur : 1) l’acquisition expérimentale de vitesses de dépôt et 2) l’analyse et l’interprétation des résultats au moyen d’un travail de modélisation. Les expérimentations de dépôts ont été réalisées avec des aérosols d’uranine injectés dans la maquette de la soufflerie IOA-IRPHE. Ces expérimentations ont permis d’obtenir de nombreuses vitesses de dépôt sec pour différentes configurations caractérisées en fonction des conditions de vent, de courant, d’ambiance, de déformations de la surface liquide (mesures des vagues) et de distribution granulométrique des aérosols injectés. La partie modélisation a consisté à adapter le modèle à résistance de Slinn et Slinn (1980). Les principales adaptations apportées par ce travail ont consisté à prendre spécifiquement en compte les différentes classes de particules du spectre granulométrique du champ aérosolique, à évaluer les évolutions de ce spectre en fonction des mécanismes d’hygroscopicité et d’agrégation et à intégrer les mécanismes de diffusiophorèse et de thermophorèse

Dry deposition of submicronic atmospheric aerosol over water surfaces in motion

Que ce soit par rejets chroniques ou accidentels, l’impact d’une installation nucléaire sur l'environnement dépend essentiellement des transferts atmosphériques qui, comme le montre l'accident de Fukushima, impacts sur l’environnement et les populations. Ce travail s’intéresse à la caractérisation et à la modélisation du dépôt sec des aérosols submicroniques sur des surfaces liquides en mouvement telles que des rivières. Compte tenu de l’inexistence de données sur le dépôt sec des aérosols submicroniques sur une surface liquide en mouvement, la démarche s’est appuyée sur : 1) l’acquisition expérimentale de vitesses de dépôt et 2) l’analyse et l’interprétation des résultats au moyen d’un travail de modélisation. Les expérimentations de dépôts ont été réalisées avec des aérosols d’uranine injectés dans la maquette de la soufflerie IOA-IRPHE. Ces expérimentations ont permis d’obtenir de nombreuses vitesses de dépôt sec pour différentes configurations caractérisées en fonction des conditions de vent, de courant, d’ambiance, de déformations de la surface liquide (mesures des vagues) et de distribution granulométrique des aérosols injectés. La partie modélisation a consisté à adapter le modèle à résistance de Slinn et Slinn (1980). Les principales adaptations apportées par ce travail ont consisté à prendre spécifiquement en compte les différentes classes de particules du spectre granulométrique du champ aérosolique, à évaluer les évolutions de ce spectre en fonction des mécanismes d’hygroscopicité et d’agrégation et à intégrer les mécanismes de diffusiophorèse et de thermophorèse.Whether by chronic or accidental releases, the impact of a nuclear installation on the environment mainly depends on atmospheric transfers; and as the accidents at Chernobyl and Fukushima show, affect the contamination of surfaces and impacts on the environment and the population. This work focuses on the characterization and modeling of dry deposition of submicronic aerosols on liquid surfaces in motion such as rivers. The evaluation of dry deposition is based on the estimation of flux modeling as the product of particle concentration and deposition velocity. Due to the lack of data on the dry deposition of submicronic aerosols on a liquid surface in motion, the approach was based on two axes: 1) the acquisition of experimental deposition velocities and 2) the analysis and interpretation of results through modeling. The experiments were performed with uranine aerosols released into the IOA-IRPHE wind tunnel. These experiments have given many dry deposition velocities for different configurations characterized according to wind, current, ambient temperature and relative humidity, the liquid surface deformations (measured significant wave height) and size distribution of aerosols released. The modeling part was to adapt the model to resistance. Slinn and Slinn (1980). The main adjustments made by this work have been to take specific account of the different classes of particle size distribution, the spectrum variation as a function of hygroscopicity, and mechanisms of aggregation. It is integrated mechanisms of diffusiophoresis and thermophoresis, respectively produced by the evaporation of water and the temperature gradient at the air-water interface

Dépôt sec des aérosols submicroniques sur une surface liquide en mouvement

Whether by chronic or accidental releases, the impact of a nuclear installation on the environment mainly depends on atmospheric transfers; and as the accidents at Chernobyl and Fukushima show, affect the contamination of surfaces and impacts on the environment and the population. This work focuses on the characterization and modeling of dry deposition of submicronic aerosols on liquid surfaces in motion such as rivers. The evaluation of dry deposition is based on the estimation of flux modeling as the product of particle concentration and deposition velocity. Due to the lack of data on the dry deposition of submicronic aerosols on a liquid surface in motion, the approach was based on two axes: 1) the acquisition of experimental deposition velocities and 2) the analysis and interpretation of results through modeling. The experiments were performed with uranine aerosols released into the IOA-IRPHE wind tunnel. These experiments have given many dry deposition velocities for different configurations characterized according to wind, current, ambient temperature and relative humidity, the liquid surface deformations (measured significant wave height) and size distribution of aerosols released. The modeling part was to adapt the model to resistance. Slinn and Slinn (1980). The main adjustments made by this work have been to take specific account of the different classes of particle size distribution, the spectrum variation as a function of hygroscopicity, and mechanisms of aggregation. It is integrated mechanisms of diffusiophoresis and thermophoresis, respectively produced by the evaporation of water and the temperature gradient at the air-water interface.Que ce soit par rejets chroniques ou accidentels, l’impact d’une installation nucléaire sur l'environnement dépend essentiellement des transferts atmosphériques qui, comme le montre l'accident de Fukushima, impacts sur l’environnement et les populations. Ce travail s’intéresse à la caractérisation et à la modélisation du dépôt sec des aérosols submicroniques sur des surfaces liquides en mouvement telles que des rivières. Compte tenu de l’inexistence de données sur le dépôt sec des aérosols submicroniques sur une surface liquide en mouvement, la démarche s’est appuyée sur : 1) l’acquisition expérimentale de vitesses de dépôt et 2) l’analyse et l’interprétation des résultats au moyen d’un travail de modélisation. Les expérimentations de dépôts ont été réalisées avec des aérosols d’uranine injectés dans la maquette de la soufflerie IOA-IRPHE. Ces expérimentations ont permis d’obtenir de nombreuses vitesses de dépôt sec pour différentes configurations caractérisées en fonction des conditions de vent, de courant, d’ambiance, de déformations de la surface liquide (mesures des vagues) et de distribution granulométrique des aérosols injectés. La partie modélisation a consisté à adapter le modèle à résistance de Slinn et Slinn (1980). Les principales adaptations apportées par ce travail ont consisté à prendre spécifiquement en compte les différentes classes de particules du spectre granulométrique du champ aérosolique, à évaluer les évolutions de ce spectre en fonction des mécanismes d’hygroscopicité et d’agrégation et à intégrer les mécanismes de diffusiophorèse et de thermophorèse

Dépôt sec des aérosols submicroniques sur l’eau en présence de vent et de courant: expérience en laboratoire et modélisation

National audienceLa modélisation du dépôt sec des aérosols submicroniques au-dessus d’une surface d’eau en mouvement est un sujet d’actualité. Par exemple, en cas d’incident sur des centrales nucléaires, les aérosols submicroniques contaminés, peuvent se propager dans l’atmosphère sur des très grandes distances, puis progressivement se déposer sur le sol, sur la mer, les lacs et les rivières. De plus, les aérosols atmosphériques sont des éléments qui jouent un rôle dans le développement planctonique [1]. Des progrès restent à faire pour prévoir ces dépôts par la modélisation, notamment au-dessus de surfaces liquides en mouvement.Nous présentons ici une analyse des résultats de modélisation comparés aux données expérimentales obtenues dans la soufflerie de simulations des échanges océan-atmosphère de IRPHE. Des mesures de dépôt dans l’eau d’aérosols d’uranine, injectés dans l’air, ont été effectuées pour différentes conditions de vitesse de vent et de vitesse de courant marin. Nous proposons une modélisation pour estimer la vitesse de dépôt de ce type d’aérosol avec un modèle basé sur le modèle à résistance de Slinn et Slinn [2]. Les contributions au dépôt des mécanismes de thermophorèse, diffusiophorèse, diffusion turbulente, diffusion brownienne, sédimentation, impaction et hygroscopicité sont discutés

Dry Deposition of Sub-micron Aerosols Over Water Surfaces According to Air-Water Streams

In nuclear accident scenario context with atmospheric releases, initial state of continental hydro-systems contaminations is mainly associated with radioactive sub-micron aerosol particle deposits in the course of their transport. Since the 70s, numerous studies address dry deposition of aerosol over water surfaces through measurments both in experimental flume devices and over large water surface areas such as lakes or oceans. They conducted to the usual well known V-shape relation between deposition velocity versus particle sizes and empirical models adjusted through friction velocity, aerosol size (Slinn and Slinn, 1982) and water surface conditions (Williams, 1984). In this context, we present experimental results for dry deposition of sub-micron particles generated from uranine solutions in a wind tunnel providing co- and counter-current air/water flow conditions. The objective is to characterize the mechanisms of dry deposition onto water surfaces according to air/water streams. The results highlight significant variations of the deposit velocities with the orientation of the water stream. They are induced by the water surface conditions which are modified by this orientation. The more the water stream is counter the wind, the more coarse is its surface with roughnesses which produce an increase of deposition velocities

Dépôt sec des aérosols submicroniques sur l’eau en présence de vent et de courant: expérience en laboratoire et modélisation

National audienceLa modélisation du dépôt sec des aérosols submicroniques au-dessus d’une surface d’eau en mouvement est un sujet d’actualité. Par exemple, en cas d’incident sur des centrales nucléaires, les aérosols submicroniques contaminés, peuvent se propager dans l’atmosphère sur des très grandes distances, puis progressivement se déposer sur le sol, sur la mer, les lacs et les rivières. De plus, les aérosols atmosphériques sont des éléments qui jouent un rôle dans le développement planctonique [1]. Des progrès restent à faire pour prévoir ces dépôts par la modélisation, notamment au-dessus de surfaces liquides en mouvement.Nous présentons ici une analyse des résultats de modélisation comparés aux données expérimentales obtenues dans la soufflerie de simulations des échanges océan-atmosphère de IRPHE. Des mesures de dépôt dans l’eau d’aérosols d’uranine, injectés dans l’air, ont été effectuées pour différentes conditions de vitesse de vent et de vitesse de courant marin. Nous proposons une modélisation pour estimer la vitesse de dépôt de ce type d’aérosol avec un modèle basé sur le modèle à résistance de Slinn et Slinn [2]. Les contributions au dépôt des mécanismes de thermophorèse, diffusiophorèse, diffusion turbulente, diffusion brownienne, sédimentation, impaction et hygroscopicité sont discutés

Dépôt sec des aérosols à l'interface air-eau

National audienceLes recherches entreprises au Laboratoire de Modélisation pour l'Expertise Environnementale en partenariat avec l'Institut de Recherche des Phénomènes Hors Équilibre, concernent le dépôt des aérosols secs submicroniques, sur une surface liquide déformée par le vent et le courant de l'eau. L'objectif est d'estimer les vitesses de dépôt sec pour différentes conditions air - eau, de vérifier leur cohérence avec les modèles de dépôt sur l'eau et d'identifier les améliorations à apporter

Dry deposition velocities of submicron aerosols on water surfaces: Laboratory experimental data and modelling approach

International audienc

Dry Deposition of Sub-micron Aerosols Over Water Surfaces According to Air-Water Streams

In nuclear accident scenario context with atmospheric releases, initial state of continental hydro-systems contaminations is mainly associated with radioactive sub-micron aerosol particle deposits in the course of their transport. Since the 70s, numerous studies address dry deposition of aerosol over water surfaces through measurments both in experimental flume devices and over large water surface areas such as lakes or oceans. They conducted to the usual well known V-shape relation between deposition velocity versus particle sizes and empirical models adjusted through friction velocity, aerosol size (Slinn and Slinn, 1982) and water surface conditions (Williams, 1984). In this context, we present experimental results for dry deposition of sub-micron particles generated from uranine solutions in a wind tunnel providing co- and counter-current air/water flow conditions. The objective is to characterize the mechanisms of dry deposition onto water surfaces according to air/water streams. The results highlight significant variations of the deposit velocities with the orientation of the water stream. They are induced by the water surface conditions which are modified by this orientation. The more the water stream is counter the wind, the more coarse is its surface with roughnesses which produce an increase of deposition velocities

Dépôt sec des aérosols à l'interface air-eau

National audienceLes recherches entreprises au Laboratoire de Modélisation pour l'Expertise Environnementale en partenariat avec l'Institut de Recherche des Phénomènes Hors Équilibre, concernent le dépôt des aérosols secs submicroniques, sur une surface liquide déformée par le vent et le courant de l'eau. L'objectif est d'estimer les vitesses de dépôt sec pour différentes conditions air - eau, de vérifier leur cohérence avec les modèles de dépôt sur l'eau et d'identifier les améliorations à apporter