Module 8 : Les instruments à lecture directe

Question 1

Qu’est-ce qu’une salle de blanche? Pourquoi sont-elles employées? Donne deux exemples.

Answer 1

Pièce ou la concentration particulaire est maîtrisée et restreinte. L’air entrant dans la salle est filtrée. Entrée/sorti au travers un sas. Employés afin de limiter les contaminations environnementales (ex: construction d’engins spatiaux et préparation de produits pharmaceutiques stériles).

Question 2

Comment sont classées les salles blanches?

Answer 2

Selon le nombre de particules par mètre cube d’air . Les mesures se font à l’aide d’un compteur de particules, un instrument à lecture directe.

Question 3

Explique l’équilibre de Boltzmann.

Answer 3

À l’équilibre, les particules naturellement aéroportés possèdent une charge proportionnelle à leur grosseur : elles sont neutres. En labo, les particules assimilent des charges électrostatiques anormales durant leur aérosolisation. La charge naturelle des particules doit alors être restaurée par une source d’ions afin de pouvoir les évaluer dans un compteur de particules.

Question 4

Quelles sont les limites des instruments à lecture directe? (4)

Answer 4

• Composition des aérosols d’un environnement et composition des poussières utilisées pour la calibration.
• Les différences dans la distribution des grosseurs des particules.
• Les différences des concentrations dans le temps
• Sensibilité des systèmes de détection aux particules présentes.

Question 5

Sur quel principe repose les photomètres basés sur l’extinction de la lumière? Explique.

Answer 5

Sur la loi-Beer-Lambert : la concentration des aérosols est liée à la chute d’intensité d’un faisceau lumineux traversant un aérosol.

Question 6

Pourquoi les photomètres basés sur l’extinction de la lumière sont-ils peu utilisés?

Answer 6

• Car la lecture de l’extinction du faisceau lumineux est biaisée par le volume, la forme ou l’indice de réfraction des particules composant l’aérosol.
• Peu sensibles à faibles concentrations d’aérosols.

Question 7

Quel est l’avantage des photomètres basés sur la dispersion par rapport à ceux basés sur l’extinction de la lumière?

Answer 7

Divers angles de la lumière dispersée et observation par différentes méthodes. Ils sont plus sensibles.

Question 8

Que-permettent les ultramicroscopes basés sur la dispersion de la lumière?

Answer 8

Permettent de visualiser de très petites particules impossible à observer autrement.

Question 9

Quel est le principe des ultramicroscopes?

Answer 9

Faisceau lumineux intense et perpendiculaire à l’axe d’observation. Les particules dispersent la lumière et apparaissent sous la forme d’un flash de lumière sur un fond noir.

Question 10

Que font les néphélomètres?

Answer 10

Mesure la lumière diffusée à 90 degrés d’angle par rapport à la lumière incidente.

Question 11

Quel est le principe des tyndallomètres, inventés par John Tyndall?

Answer 11

• Mesurent la dispersion de la lumière à un angle de 30 degrés.
• L’intensité de la lumière est directement proportionnelle à la quantité de particules contenus dans l’aérosol.
• Obtention d’un nombre de particules par m³ d’air.

Question 12

Quel est le principe du SIMSLIN, un compteur optique de particule?

Answer 12

• Lumière infrarouge (850nm)
• Angle de 12-20 degrés
• Aspiration de l’air et détection de la fraction respirable des aérosols seulement.

Question 13

Quelles sont les caractéristiques du OSIRIS, un compteur optique de particule?

Answer 13

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

Question 14

Quelles sont les caractéristiques du TM-digital, un compteur optique de particule?

Answer 14

• Lumière infrarouge (940nm)
• Angle de détection : 70 degrés
• Aucune aspiration de l’air

Question 15

Quelles sont les caractéristiques du RAM, un compteur optique de particule?

Answer 15

• Lumière infrarouge (880nm)
• Angle de détection : 45-90 degrés
• Aspiration de l’air et détection de la fraction respirable des aérosols seulement.

Question 16

Quelles sont les caractéristiques du mini-RAM, un compteur optique de particule?

Answer 16

• Aucune aspiration de l’air

- Échantillonneur personnel et portatif

Question 17

À quoi servent les spectromètres?

Answer 17

Évaluer la quantité et la grosseur des particules aérosolisées.

Question 18

Quel est le principe des spectromètres à lecture directe?

Answer 18

Suite à la dispersion de la lumière, il y a envoi d’une impulsion électrique directement proportionnelle à la grosseur de la particules.

Question 19

Quelles sont les caractéristiques des fibres aérosolisées?

Answer 19

• Difficile à détecter et de déterminer la grosseur.
• Alignement dans deux champs électriques (oscillant et unidirectionnel).
• Mouvement oscillant est associé à la grosseur.

Question 20

Que fait l’APS, un spectromètre?

Answer 20

• Évaluation de la quantité et du D.A des particules.

Question 21

Comment fonctionne l’APS?

Answer 21

• Aérosols sont accélérés dans un orifice : l’accélération est inversement proportionnelle au D.A de la particule.
• Laser DOPPLER évalue la vitesse de déplacement des particules.
• APS muni d’un laser UV : permet d’estimer le contenu biologique des aérosols.

Question 22

Quel est la limite de l’APS?

Answer 22

La limite de résolution : 0,3µm.

Question 23

Sur quoi sont basés les compteurs de particules chargées?

Answer 23

• Particules aéroportées possèdent une charge qui est directement proportionnelle à leur grosseur.
• Petite particule dévie 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 24

Quels sont les deux modèles de spectromètres à mobilité réduite?

Answer 24

EEA et DMA.

Question 25

Quel est le principe des spectromètres à mobilité réduite?

Answer 25

• Les aérosols chargés pénètrent dans l’espace inter-électrode via un orifice localisé à un endroit défini permettant de mesurer directement la motilité. électrique des particules, et ainsi la charge.
• Les particules sortantes sont monodispersées (tailles uniques).

Question 26

Pourquoi sont utilisé les spectromètres à mobilité réduite?

Answer 26

Pour générer des aérosols monodispersés pour les expériences en laboratoire. On obtient une distribution du nombre de particules par grosseur à l’aide d’un compteur optique de particules.

Question 27

Quel est le principe des compteurs de noyaux de condensation (CDC)?

Answer 27

• Utilisent la condensation (refroidissement de l’air ambiant) afin de grossir les petites particules.
• Les particules passent au travers un environnement saturé en eau.
• Les particules grossies sont quantifiées par un compteur optique de particules.

Question 28

Que mesurent les CDC? Pourquoi?

Answer 28

Des particules de 2,5nm à 3mm car les particules nanométriques ne dispersent pas la lumière et sont difficilement visibles par des lasers.

Question 29

Les balances massiques piézoélectriques mesurent…?

Answer 29

La concentration massique des aérosols. La masse des particules déposées, un poids/volume d’air. Présence d’un cristal.

Question 30

Quel est le principe des impacteurs électriques à basse pression?

Answer 30

• Répartition et comptage des particules selon leur grosseur.
• Particules de 6 nm à 10µm.

Question 31

De quoi sont constitués les impacteurs électriques à basse pression?

Answer 31

D’un ioniseur, d’un impacteur multi-étages et d’électromètres.