Absorption et désorption du dioxyde de souffre par des gouttes d'eau de fort diamètre en chute.

Cet article concerne l’absorption et la désorption du SO2 par des gouttes d’eau de diamètre supérieur à 1mm en chute libre dans un mélange air-SO2 à faible et moyenne concentrations. Dans ce cas, le transfert résulte du couplage des résistances interne et externe à la goutte. Dans la phase liquide, un modèle local basé sur la vitesse de frottement inter faciale et le diamètre de la goutte permet le calcul du coefficient de transfert interne kl. Le coefficient de transfert externe kg dans la phase gazeuse est déterminé à l’aide d’une expression plus classiqueAfin de valider le modèle, des investigations expérimentales sont menées en absorption et en désorption sur une colonne de 2.3 m de hauteur dans laquelle le temps de séjour des gouttes est de l’ordre de la seconde. Le présent modèle simule fort bien l’ensemble de ces expériences réalisées pour différents diamètres de goutte [2.04 ; 4.31] mm et différentes concentrations [100 ; 2000] ppm. Le modèle proposé est aussi comparé avec succès à des résultats expérimentaux de la littérature à faible et moyenne concentrations pour des temps de contact beaucoup plus grands.Son domaine d’application couvre donc désormais l’absorption et la désorption du SO2 pour des concentrations comprises entre quelques ppm et quelque %.Mass transfer in dispersed media is of interest to fields such as nuclear engineering, process engineering and environmental engineering. It occurs when two phases, not under chemical equilibrium, are in contact. Knowledge of mass transfer mechanisms in the case of gas absorption from and/or into droplets is necessary to understand the scavenging of trace gases in clouds, rain and wet scrubbers. Our studies focus on absorption and desorption phenomena involving free falling water droplets in a mixture of air and gas. For example, acid rain is formed when a drop of rain falls through an atmosphere contaminated with gaseous acid precursors. A similar phenomenon occurs in specific atmospheric scrubbers, where pollution is trapped at the source. In all cases, the transfer of trace gases from the air into the falling droplets is controlled by molecular diffusion and by convection outside and inside the drops.For droplets, falling inside a soluble gas medium, the main transfer resistance is located in the gas phase. A survey of published studies shows that a number of good numerical models exist, as well as experimental correlations for predictions of the mass transfer coefficient in the gas film. For the liquid phase controlled resistance, Saboni (1991) proposed a model based on local scales, interfacial liquid friction velocity and drop diameter. The model was validated experimentally by Amokrane et al. (1994). The experimental study and model validation in the case of sulfur dioxide absorption by water droplets falling through air with a high gas concentration (few %) has been described previously in detail by Amokrane et al. (1994).The purpose of the present article was to extend our previous model to predict SO2 absorption and desorption by droplets (1-5 mm) falling in air with a low gas concentration. In the liquid phase, a model based on local scales, interfacial liquid friction velocity and droplet size diameter was used. In the continuous gas phase a more classical model was applied. To support the model, two types of experiments were carried out. The first type was adapted to measure the absorption of gas by droplets of known diameter. A second set of experiments gave the desorption rate from droplets with an initial concentration of sulfur dioxide falling through SO2 -free air. Absorption occurred during the fall through a 2.3 m long column for various gas concentrations and for various droplet diameters. A sketch of the experimental equipment is presented schematically in Figure 1. It consists of a cylindrical column 2.3 m in height and 0.104 m in diameter. Before each experiment, a gas mixture with the desired SO2 concentration in air, ranging between 100 and 2000 ppm, was introduced into the column. The SO2 concentration was set at the desired value by regulating the volumetric flow rates of sulfur dioxide and air with calibrated rotameters. The gas concentration in the column was measured continuously by a chemical cell analyzer. The air temperature and humidity were continually measured at the top, in the middle and at the bottom of the column. They ranged from 18°C to 20°C and from 40% to 50%, respectively. Droplets were generated using a specific injector consisting of a demineralized water tank at the base of which identical thin needles were placed. In the case of the smallest droplets, seven needles, 300 µm in diameter, were used. For the largest droplets, one needle of about 1 mm was used. The artificial rain was started by exerting an overpressure in the tank and it was stopped by exerting a depression. This device allowed the generation of almost identical water drops at a controlled rate. Droplets fell with zero initial velocity. Their diameters were determined by collecting a known number of droplets and weighing them on a precision balance. The droplets were collected in a special glass cup placed at the bottom of the rain shaft. This collector initially contained a known volume of kerosene. The presence of this organic compound allowed the creation of a film to prevent additional absorption of SO2 during the experiment and natural desorption of sulfur after the experiment. An experiment consisted of dropping 10 to 20 mL of rain. This amount is enough to precisely measure the sulfur concentration.For reversible desorption, experimentation was undertaken directly in a lab atmosphere. For these experiments, the 4.31 mm diameter droplets free fall occurred over 16.3 m. Three intermediate levels were also examined with falling times varying from 0.7 to 2.4 s. The ambient temperature was measured in the surrounding area of both the injector and the collector and the maximum variation was 2°C. Various initial sulfurous acid concentrations were obtained as a result of various contact times of demineralized water with air-SO2 mixtures. Initial concentrations ranged from 0.5 10-3 mol·L-1 to 1.8 10-3 mol·L-1. In this case, the collector initially contained a known volume of hydrogen peroxide to immediately convert sulfurous acid into sulfuric acid. This avoided additional desorption of sulfurous acid during and after the experiments. In this case, the presence of the organic film was not necessary.The results achieved with the theoretical model were compared to the experimental results. The present model was successful in correlating the experimental results carried out for various droplet diameters ranging between 2.04 and 4.31 mm, and gas concentrations ranging between 100 and 2000 ppm. The model also compared successfully with experimental results from the literature in the case of much longer contact times. The applicability of the model thus covers the absorption and desorption of SO2 for concentrations ranging between ppm to a few %

Transport urbain au Benin et pollution atmosphérique: évaluation quantitative de certains polluants chimiques de Cotonou

L’atmosphère dans la ville de Cotonou au Bénin en Afrique de l’Ouest, se caractérise par la présence de poussières soulevées au cours de la circulation sur toutes les voies et presque partout dans cette ville, par d’épaisses fumées opaques, en particulier au niveau des grandes artères et des carrefours. Ce phénomène est lié à une utilisation des moto à deux roues notamment les taxis–moto appelés « Zémidjan » dont le nombre en 2005 est estimé à 96.095 selon les statistiques de la mairie de Cotonou. Le présent article vise l’évaluation quantitative de certains polluants chimiques supposés nocifs et ayant fait l’objet de réglementation au niveau du Bénin. Il met en relief le rôle joué par le transport dans l’émission de ces polluants gazeux. A cet effet, les taux dans l’air du monoxyde de carbone (CO), du dioxyde d’azote (NO2), du dioxyde de soufre (SO2) et du plomb ont été déterminés. Le monoxyde de carbone et le dioxyde d’azote donnent des taux dépassant souvent le seuil retenu par la réglementation Béninoise. Le carrefour du grand marché Tokpa de Cotonou présente les plus forts taux mesurés avec un maximum de 214,7 mg/m3 de CO. La quantité du plomb fixée varie avec le temps d’exposition. Le travail a confirmé le rôle principal de pollution de l’air joué par le transport urbain à Cotonou. © 2013 International Formulae Group. All rights reserved.Mots clés: Transport urbain, Pollution atmosphérique, Evaluation quantitative, polluants chimiques, Cotonou

POLLUTION ATMOSPHÉRIQUE A BEYROUTH : SOURCES ET IMPACT

13 p.International audienceLa région méditerranéenne est une région fermée où les vents stagnants venant de l'Europe de l'Est et l'insolation intense contribuent au piégeage des polluants. Dans les parties Est et Sud de la Méditerranée, où les émissions sont principalement dues au transport routier et avec des activités industrielles limitées, peu de données sont disponibles pour caractériser les émissions à moyen ou à long terme. Par suite, la qualité de l'air est devenue une préoccupation majeure des différentes collectivités territoriales pour assurer la qualité de l'environnement et la sécurité de la population. Ainsi, les municipalités instrumentent leur agglomération de capteurs permettant d'évaluer les concentrations de polluants atmosphériques majeurs primaires et secondaires. Une étude de la qualification de l'atmosphère de Beyrouth a été menée par l'Université Saint-Joseph de Beyrouth, la région Ile-de-France et Airparif. Elle repose sur un réseau de stations équipées de préleveurs à diffusion passive (20 sites de type urbain et 2 sites de type trafic) pour un nombre limité de composés (NO2 et SO2). Ce réseau permet d'avoir une cartographie de la qualité de l'air sur toute l'agglomération. La mesure a été intégrée sur des périodes de 4 semaines pour SO2 et de 2 semaines pour NO2 et ce de décembre 2004 à juillet 2006. La concentration atmosphérique des deux polluants ciblés NO2 et SO2 a montré des tendances saisonnières plus ou moins marquées. De plus, par une approche statistique combinant l'analyse en composantes principales et la classification hiérarchique le choix des sites de mesure de NO2 a été validé

Les impacts des énergies fossiles sur l'environnement

La satisfaction de leurs besoins en énergie est l'un des principaux facteurs de la transformation de leur environnement par les sociétés industrielles. Les combustibles carbonés fossiles, qui représentent environ 90% de la production commerciale d'énergie dans le monde, ont un rôle important dans ce processus de transformation. Une première donnée qui explique l'ampleur des impacts sur l'environnement liés aux combustibles fossiles est l'importance des flux de matières en circulation. On extrait du sous-sol, chaque année, dans le monde, de l'ordre de 8 milliards de tonnes de combustibles fossiles, soit, en 1989, environ 3,5 milliards de tonnes de charbon, 3,1 milliards de tonnes de pétrole et 1,4 milliards de tonnes de gaz. Ces matières premières nécessitent des traitements divers pour les convertir en produits commerciaux. Elles doivent être stockées, transportées sur les lieux de consommation, souvent sur de longues distances. Le transport des combustibles constitue, par exemple, la moitié environ des trafics maritimes. Le fonctionnement des filières d'approvisionnement en combustible représente ainsi une activité considérable et les impacts sur l'environnement sont à l'échelle de cette activité

Must de struguri sulfitat pentru producerea vinurilor cu indicaţii geografice

L’article est consacré au développement et à la mise en œuvre de régimes technologiques pour la production, le stockage et l’utilisation de moûts de raisins sulfatés à des concentrations modérées en dioxyde de soufre pour la production devins mousseux. En tant que critère assurant la stabilité, une concentration de dioxyde de soufre moléculaire ayant un effet bactériostatique vis-à-vis de la plupart des levures a été adoptée

Évolution des émissions, de la qualité de l'air et des dépôts atmosphériques dans les espaces ruraux, notamment forestiers. Changes in atmospheric emissions, air quality and deposition in rural areas, especially in forests.

Les composés atmosphériques, qu'ils soient de sources naturelles ou anthropiques, peuvent être transformés, transportés sur de longues distances et transférés de l'atmosphère vers un autre réservoir via les retombées atmosphériques. Ces composés, bien que présents à l’état de trace, peuvent générer des événements de pollution, dont la prévision est utile à la protection de la santé publique, des milieux naturels et du climat. Au cours des trois dernières décennies, des politiques de réduction des émissions polluantes ont été mises en place en Europe et sur d’autres continents afin de limiter leurs effets. Pour un certain nombre de ces composés, l'efficacité de ces politiques peut être évaluée par le suivi à long terme de la chimie des retombées atmosphériques, ainsi que sur la définition de charges critiques pour un écosystème, définies (le milieu forestier dans cet article) comme le dépôt anthropique maximal qui ne conduira pas à un dépassement des concentrations critiques au sein du compartiment étudié, en l'état actuel des connaissances. En France, des observatoires nationaux (MERA, RENECOFOR/CATAENAT) sont dédiés à la surveillance des retombées atmosphériques depuis les années 90. Parmi les éléments majeurs inorganiques mesurés depuis l’origine, les ions sulfates (SO42-), nitrates (NO3-) et ammonium (NH4+) sont particulièrement suivis pour leurs impacts acidifiant et eutrophisant sur les écosystèmes. Ces ions solubilisés dans l’eau sont issus de la transformation des gaz précurseurs SOX, NOX, et NH3 émis majoritairement par les activités anthropiques. La mutualisation des mesures de ces observatoires offre un jeu de données inédit pour étudier l’évolution de la composition chimique des retombées atmosphériques au niveau national ou européen et permet une comparaison avec l’évolution des émissions des polluants primaires. Les variations sur les mêmes périodes des cartes de charges critiques et de leurs dépassements permettent de constater directement les effets des politiques de réduction des émissions mises en œuvre sur les écosystèmes terrestres. The atmospheric compounds which are emitted by natural or anthropogenic sources, can be transformed, transported on long range and transferred towards the ecosystems under the atmospheric deposition process. These compounds can generate pollution events which forecast is useful for public health and natural ecosystems protection. During the last three decades, the policies of reduction of polluting, emissions were organized in Europe and on other continents to limit their effects on the human health, the ecosystems and the climate. The efficiency of these policies can be estimated by the follow-up at long-term of the chemistry of the atmospheric deposition and in regards to critical loads defined for an ecosystem as "the highest load that will not cause chemical changes leading to long-term harmful effects in the most sensitive ecological systems", in the present state of the knowledge. In France, national monitoring networks (MERA, RENECOFOR/CATAENAT) were implemented to the monitoring of the atmospheric deposition from the beginning of the 90s. Among the inorganic major elements measured since the origin, the sulfate (SO4 2-), nitrate (NO3-) and ammonium (NH4+) ions are particularly followed for their acidifying and eutrophying impacts on the terrestrial ecosystems. These solubilized ions arise from the transformation of precursor gases SOx, NOx, and NH3 be mainly emitted by the anthropogenic activities. The combined measurements of these two monitoring networks offer a set of data to study the evolution of the chemical composition of the atmospheric deposition at the national or European level and allow a comparison with the evolution of the emissions of primary pollutants. The variations over the same periods of the maps of critical loads and their exceedances allow to estimate the effects of the emissions reduction policies

Échanges en surface dans le modèle de chimie transport multi-échelles MOCAGE

Les échanges en surface dans le Modèle de Chimie Transport (MCT) multi-échelles MOCAGE de Météo-France comprennent à la fois les flux d'émissions et de dépôt sec d'espèces gazeuses. Une interface 2D a été développée entre MOCAGE et le modèle de prévisions météorologiques opérationnel français ARPEGE dans le but de calculer des flux à la surface réalistesPour les émissions, un inventaire global est employé pour le moment; cet inventaire a été construit essentiellement à partir des inventaires des programmes IGAC/GEIA (International Global Atmospheric Chemistry / Global Emission Inventory Activity) et EDGAR (Emission Database for Global Atmospheric Research qui ont des résolutions temporelles annuelles, sai-sonnières ou mensuelles et une résolution spatiale de un degré.Le dépôt sec d'espèces gazeuses, y compris l'ozone, le dioxyde de soufre, les composés azotés, les composés organiques à longue et à courte durée de vie, a été paramétrisé selon [Wesely, 1989]. Le modèle calcule la vitesse de dépôt à partir de valeurs de trois résistances en série, les résistances aérodynamique, laminaire et de la surface. Ces résistances sont calculées en utilisant les champs de surface d'ARPEGE. Les champs liés à la végétation, tels l'indice foliaire, sont prescrits avec une résolution de un degré sur le globe et de cinq minutes sur l'Europe. Un certain nombre de modifications a été apporté à la paramétrisation de [Wesely, 1989], par exemple pour la formulation de la résistance stomatale et celle de la résistance de surface sur les surfaces mouillées. Les valeurs calculées de vitesse de dépôt ont été comparées à des observations et leurs distributions spatiales et temporelles ont été analysées sur deux saisons opposées (hiver et été, sur les différents domaines de MOCAGE, de résolution allant de 2 degrés pour le globe à 0.25 degrés pour la France.Surface exchanges considered in the MOCAGE multiscale Chemistry and Transport Model (CTM) of Météo-France include both emissions and dry deposition of gaseous species. To compute realistic time-dependent fluxes at the surface, a 2D interface between MOCAGE and ARPEGE, the French operational numerical weather prediction model, was developed.With regard to emissions, a default global inventory is presently employed. Built mainly from the IGAC/GEIA (International Global Atmospheric Chemistry / Global Emission Inventory Activity) and the EDGAR (Emission Database for Global Atmospheric Research programs, this inventory has an annual, seasonal or monthly temporal resolution, and a degree-by-degree spatial resolution.Dry deposition of gaseous species, including ozone, sulfur dioxide, nitrogen-containing com-pounds, long-lived and short-lived intermediates organic compounds, were parameterised ac-cording to [Wesely, 1989]. The model calculates dry deposition velocities from three resistances in series: aerodynamic, laminar, and surface. These resistances are computed using the surface fields obtained from the analyses or forecasts of ARPEGE. Vegetation fields such as the Leaf Area Index are prescribed with a one-degree spatial resolution at the global scale, and a five-minute resolution over Europe. A number of modifications was incorporated into the original surface resistance scheme (e.g., the formulation of stomatal resistance and surface resistance over wet surfaces. Calculated dry deposition velocities were compared to observations, and the spatial and temporal distributions were analysed for two different seasons (summer and winter) using the varions MOCAGE domains of varying resolutions (from 2 degrees over the globe to 0.25 degrees over France)

La microbiologie des vins issus des raisins botrytisés au cours de l'élevage. Caractérisation des souches de "Saccharomyces cerevisiae" responsables de refermentations.

La fermentation alcoolique des vins liquoreux français issus de raisin botrytisés est arrêtée brutalement par ajout massif de dioxyde de soufre après qu'un certain équilibre est atteint entre la teneur en alcool formé et la concentration en sucres résiduels. Certaines souches de levures fermentaires survivent et parfois se multiplient provoquant une nouvelle fermentation alcoolique indésirable ; c'est la refermentation. Le suivi microbiologique de nombreux lots de vin a permis de montrer que des levures sont dans un état physiologique similaire à celui décrit chez les bactéries sous l'appellation de viable non cultivable. Cet état explique l'apparente stérilité du vin après le mutage. Au sein de l'espèce Saccharomyces cerevisiae, une sélection naturelle se produit, ne laissant souvent la place qu'à une seule souche de refermentation, tolérante au dioxyde de soufre. Une étude écologique a montré que seules certaines espèces fermentaires et oxydatives survivent. Les plus tolérantes au dioxyde de soufre forment de l'éthanal au cours de l'élevage, malgré un métabolisme ralenti, et augmente la combinaison du dioxyde de soufre libre. Cet éthanal vient progressivement combiner le dioxyde de soufre libre. La sortie de l'état viable non cultivable est probablement la clef des mécanismes engendrant les refermentations. L'utilisation du diméthyldicarbonate au moment du mutage a été étudiée en couplage avec le dioxyde de soufre. Des souches de Saccharomyces cerevisiae de refermentation ont été isolées. Elles exhibent des singularités de séquence de leur ADNr, les apparentant aux souches de voile de certains vins spéciaux. Ces souches surexpriment constitutivement le gène SSU1 et synthétisent rapidement une forte concentration d'éthanal en réponse à la présence de dioxyde de soufre. La présence de fortes concentrations de dioxyde de soufre sélectionne les souches les plus résistantes. La refermentation est donc le résultat d'une adaptation génétique et d'une sélection, fruit d'une multitude de paramètres microbiologiques, physico-chimiques et humains. Botrytis-affected wines microbiology during maturation. Characterization of Saccharomyces cerevisiae strains responsible for refermentation. ABSTRACT : The alcoholic fermentation of Botrytis-affected wines is stopped by addition of sulphur dioxide. Some fermenting yeast species can survive during maturation and grow in spite of high ethanol, sugars and sulphur dioxide concentrations. An undesirable new fermentation, named "refermentation", can sometimes occur. In this study, it was proved that some yeast species were able to survive in a viable but non-culturable-like state. This state explains the apparent sterility of wines during maturation. Within Saccharomyces cerevisiae species, an intraspecific selection was spontaneously operated. After some weeks, only one strain could often survive. An ecological study was realized. Some highly fermentative and oxidative species could survive. In spite of slower metabolism, they synthesized acetaldehyde during maturation. The exit from the VBNC state and the high sulphur dioxide binding power were the keys of refermentations. The use of dimethyldicarbonate to stop alcoholic fermentation was studied. The most efficient action was observed for the mixed sulphur dioxide and DMDC addition. Some Saccharomyces cerevisiae strains responsible for refermentations were isolated. These strains exhibited rDNA sequence singularities, showing that they were close to flor strains, responsible for velum formation in some special wines. Moreover, those strains constitutively over-expressed SSU1 gene and could rapidly synthesize high concentrations of acetaldehyde in response to sulphur dioxide addition. High sulphur dioxide concentrations had probably selected the most resistant strains. Refermentation is the result of genetic adaptation and selection, under the influence of microbiological, physical, chemical and human parameters

La taxation énergie-climat en Suède

Ce texte résume l'expérience de la taxe carbone en Suède : son efficacité environnementale, ses effets distributifs, et les recettes générées par le dispositif.taxe carbone ; émissions de CO2 ; taxation énergie ; politique environnementale ; instruments économiques