Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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André RENOUX : Professeur des universités - Laboratoire de physique des aérosols et de transfert des contaminations (Lpatc) - Université Paris-XII-Faculté des sciences et technologie
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Denis BOULAUD : Directeur de recherches à l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) - Professeur à l’Institut national des sciences et techniques nucléaires
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Dans cette seconde partie, nous traitons d’abord de la coagulation des aérosols qui, lorsque leur nombre est suffisant, agit sur leur concentration et leur granulométrie. Puis nous étudions leurs propriétés électriques, mises en application dans les sélecteurs électrostatiques permettant d’obtenir leur granulométrie. Nous abordons ensuite leurs propriétés optiques qui, pour les particules de dimensions supérieures à 0,1 µm, permettent, également (compteurs optiques de particules), d’accéder à leur répartition dimensionnelle. L’adhérence et le réentraînement des particules font l’objet d’une étude particulière. C’est, en effet, un domaine qui voit se développer un certain nombre de recherches appliquées (usines de retraitement des combustibles nucléaires, bioaérosols dans les habitations, les environnements industriels et hospitaliers, nettoyage des gaines de ventilation). Nous terminons enfin cet aperçu des propriétés physiques des aérosols par l’étude de la condensation et de l’évaporation des aérosols liquides, dont les résultats sont mis en application dans les compteurs de noyaux de condensation qui permettent de détecter jusqu’aux nanoparticules.
Le lecteur se reportera à l’article [AF 3 612] : Physique des aérosols. Partie 1 pour l’étude des propriétés mécaniques des aérosols.
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Propriétés électriques des aérosols
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1. Coagulation des aérosols
La coagulation des aérosols est le processus d’adhésion ou de fusion d’une particule d’aérosol avec une autre.
Quand cette approche, conduisant au contact, s’effectue uniquement grâce au mouvement brownien (diffusion), on dit qu’il y a coagulation thermique ou par diffusion brownienne. En fait, ce phénomène n’apparaît, nous le verrons, que si la concentration des aérosols dans le milieu considéré est suffisante.
En régime turbulent, les fluctuations de vitesse au sein du fluide peuvent influer sur le mouvement des particules, conduisant à deux mécanismes. Le premier est la coagulation par diffusion turbulente : les petites particules suivent les fluctuations aléatoires de vitesses dans le fluide : deux aérosols se trouvant dans deux tourbillons voisins peuvent alors entrer en collision. Le second mécanisme est la coagulation turbulante inertielle : les particules ayant une densité différente de celle du fluide, deux aérosols de tailles différentes auront donc des « temps de réponse » différents, ce qui permet la collision.
Mais il faut toujours avoir à l’esprit qu’une très grande proximité ou un choc entre particules n’entraîne pas nécessairement la coagulation des aérosols concernés. Un coefficient appelé efficacité de collision (ou efficacité de coagulation) rend compte de ce fait.
Des champs extérieurs peuvent aussi exercer une influence sur la formation d’agglomérats : champs électriques, champs acoustiques, etc. On dit alors qu’il y a coagulation cinématique.
En physique des aérosols, la coagulation est d’une importance capitale car, en fait, elle régit le comportement, l’évolution et la disparition d’un nuage particulaire.
dans le cas de l’aérosol atmosphérique, le mode « accumulation » est constitué, pour une large part, par l’aérosol provenant de la coagulation des particules ultrafines issues du mode « nucléation ».
1.1 Coagulation thermique ou par diffusion brownienne
Les premières expériences sur la coagulation thermique ont été réalisées par Tolman et collaborateurs en 1919. La première théorie avait été ébauchée par Smoluchowski dès 1911, et ce...
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Coagulation des aérosols
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BRICARD (J.) - Physique des aérosols - . 600 p., Rapport CEA R 4831 (1977).
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(2) - RENOUX (A.), BOULAUD (D.) - Les aérosols ; Physique et métrologie - . 300 p., Lavoisier (1998).
-
(3) - FUCHS (N.A.) - Mechanics of aérosols - . 400 p., Pergamon, Oxford (1964).
-
(4) - PERRIN (M.L.) - Étude de la dynamique d’aérosols fins produits artificiellement. Application à l’atmosphère - . 140 p., Thèse Paris VI. Rapport CEA R 5062 (1980).
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(5) - BARBE LE BORGNE (M.) - Étude expérimentale et théorique de la coagulation des aérosols liquides - . 220 p., Thèse d’État, Paris XII (Lpatc) (1987).
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(6) - HIDY (G.M.), BROCK (J.R.) - The dynamics of aerocolloïdal systems - . 400 p., Pergamon Press, Oxford (1970).
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