Module 8: Les instruments à lecture directe

Question 1

Qu’est-ce qu’une salle blanche?

Answer 1

Une pièce ou une série de pièces ou la concentration particulaire est maitrisée et restreinte.

Question 2

Comment les instruments à lecture direct ont-ils étés développés? Pourquoi?

Answer 2

Sur le principe de la dispersion de la lumière par des particules aérosolisés.
Certains autres permettent d’évaluer la taille, le diamètre aérodynamique ou simplement permettent de les compter

Question 3

Donnez des exemples d’applications des instruments à lecture directe.

Answer 3

• Salles blanches (pharmaceutique, aéronautique)

- hygiène industrielle

Question 4

Quel est le but d’un instrument à lecture directe?

Answer 4

• Évaluer, en temps réel, la quantité et la grosseur des particules aérosolisées
• Aucun échantillonnage sur une surface ou dans une solution de collection… Les particules entrent et ressortent.

Question 5

Expliquez comment fonctionnent les photomètres.

Answer 5

Dispersion ou extinction d’un faisceau lumineux

Question 6

Quelles sont les caractéristiques des photomètres à extinction?

Answer 6

• Il y a chute de l’intensité d’un faisceau lumineux au passage d’une particule
• Peu utilisés
• Extinction du faisceau est biaisée par la grosseur des particules, leur forme et l’indice de réfraction
• Peu efficaces à des concentrations faibles et élevées

Question 7

Quelles sont les caractéristiques des photomètres à dispersion?

Answer 7

• Divers angles de détection de la lumière dispersée
• Observation par différentes méthodes
• Plus sensibles que les photomètres basés sur l’extinction du faisceau lumineux.

Question 8

Quelles sont les caractéristiques de l’ultramicroscope?

Answer 8

• Pas un appareil à lecture directe
• Basée sur la dispersion de la lumière
• Permettent de visualiser de très petites particules (impossibles de visualisées à fort grossissement)
• Le faisceau lumineux est intense et perpendiculaire à l’axe d’observation
• Particules apparaissent lumineuses sur un fond noir

Question 9

Quelles sont les caractéristiques du tyndallomètre?

Answer 9

• L’intensité de la lumière est directement proportionnelle à la quantité de particules contenues dans l’aérosol
• Angle de détection de la lumière dispersée: 30°
• Obtention d’un nombre de particules par mètre cube d’air

Question 10

Quelles sont les caractéristiques du compteur optique suivant: SIMSLIN.

Answer 10

• Infrarouge (850 nm)
• Angle de détection 12 à 20°
• Aspiration de l’air
• Particules respirables

Question 11

Quelles sont les caractéristiques du compteur optique suivant: OSIRIS.

Answer 11

• Infrarouge
• Lecture directe par volume d’air
• Aspiration de l’air
• Mines de charbon

Question 12

Quelles sont les caractéristiques du compteur optique suivant: Le TM-Digital.

Answer 12

• Infrarouge (940 nm)
• Angle de détection 70°
• Aucune aspiration de l’air

Question 13

Quelles sont les caractéristiques du compteur optique suivant: RAM.

Answer 13

• Infrarouge (880 nm)
• Angle de détection 45 à 90°
• Aspiration de l’air
• Particules respirables
• Stationnaire

Question 14

Quelles sont les caractéristiques du compteur optique suivant: Mini-RAM.

Answer 14

• Infrarouge
• Aucune aspiration de l’air
• Échantillonneur personnel

Question 15

Quelles sont les caractéristiques des spectromètres?

Answer 15

• Évaluent la grosseur et la quantité des particules dans l’air
• Suite à la dispersion de la lumière, il y a envoi d’une impulsion électrique directement proportionnelle à la grosseur de la particule

Question 16

Quelles sont les caractéristiques des fibres?

Answer 16

• Difficiles à détecter et de déterminer la grosseur
• Alignement dans 2 champs électriques (oscillant et unidirectionnel)
• Le mouvement oscillant des fibres est associé à leur grosseur

Question 17

Qu’est-ce que “L’ Aerodynamic Particle Sizer”?

Answer 17

• Permet l’évaluation de la quantité et du diamètre aérodynamique des particules
• Les aérosols sont accélérés dans un orifice (accélération est inversement proportionnelle au diamètre aérodynamique de la particule)
• Un laser Doppler évalue la vitesse de déplacement des particules
• Limite de détection: 0,3 µm
• Certains modèles utilisent des rayons UV: UV APS

Question 18

Qu’est-ce que l’équilibre de Boltzmann?

Answer 18

Dans la nature, les particules aéroportées possèdent une charge qui est directement proportionnelle à leur grosseur.
Les particules sont neutres, chargées positivement ou négativement.
Les particules nanométriques assimilent des charges électrostatiques anormales durant leur aérosolisation.
Leur charge est restaurée par une source d’ions (radioactive).

Question 19

Sur quels principes les compteurs de particules chargées sont-ils basés?

Answer 19

• Les particules aéroportées possèdent une charge qui est directement proportionnelle à leur grosseur
• Une petite particule est déviée plus facilement du flot d’air vers une charge électrique opposée à la sienne qu’une particule plus grosse
• Plus l’attraction électrostatique est importante, plus les particules déviant du flot d’air vers une charge électrique opposée sont grosses

Question 20

Quels sont les deux principaux modèles de spectromètres de mobilité électrique?

Answer 20

• Electrical aerosol analyzer (EAA)

- Differential mobility analyzer (DMA)

Question 21

Comment calibre-t-on des spectromètres de mobilité électrique?

Answer 21

Calibration des spectromètres de mobilité électrique à l’aide d’aérosols d’une grosseur standard. Ceci va déterminer le voltage nécessaire.

Question 22

Comment fonctionnent les spectromètre de mobilité électrique?

Answer 22

• Suite à leur entrée, les aérosols chargés cheminent dans l’espace inter-électrode.
• L’orifice étant localisé à un endroit défini, la mobilité électrique et la charge des particules peuvent être directement mesurées.
• À leur sortie, les particules d’une charge électrique donnée sont quantifiées par un compteur optique de particules
• Obtention d’une distribution de nombre de particules en fonction de la grosseur
• Particules sont monodispersées

Question 23

Pourquoi utilisons-nous les spectromètres de mobilité électrique?

Answer 23

Utilisés pour générer des aérosols monodispersés pour les expériences en laboratoire.

Question 24

Expliquez le fonctionnement des compteurs de noyaux de condensation (CDC).

Answer 24

• Utilisent la condensation afin de grossir les petites particules

Les particules nanométriques ne dispersent pas la lumière et sont difficilement visible par les lasers.

• Les particules passent à travers un environnement saturé en eu (ou en alcool)
• Condensation de l’eau sur les particules par refroidissement de l’air ambiant
• Les particules “grossies” sont quantifiées par un compteur optique de particules

Question 25

Expliquez le fonctionnement des balances piézoélectriques.

Answer 25

• Concentration massique des aérosols
• La masse es particules déposées est évaluée
• Présence d’un cristal: oscillant et conduisant l’électricité. La fréquence d’oscillation diminue avec la masse de particules se déposant.

Question 26

Expliquez le fonctionnement des impacteurs électriques à basse pression.

Answer 26

• Particules de 7 nm à 10 µm
• Constitués d’un ioniseur, d’un impacteur multi-étages et d’électromètres
• Permet la répartition et le compte de particules selon leur grosseur

Question 27

Quelles sont les limites des instruments à lecture directe?

Answer 27

• Mesure des bioaérosols sans égard à leur nature et à leur source (particules biologiques ou non)
• L’exactitude de l’analyse peut être affectée par des différences dans la distribution des grosseurs des particules
• Les différences de concentrations ans le temps, de fortes concentrations et la sensibilité des systèmes de détection aux particules présentes sont aussi de nature à influencer l’analyse de aérosols