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DouAir (réacteur photochimique transportable)

Énergie Environnement

DouAir est un réacteur photochimique transportable pouvant être (1) utilisé en laboratoire pour des études cinétiques en phase homogène gazeuse ou (2) déployé sur le terrain pour étudier la réactivité in-situ d’une masse d’air. L’intérêt de cette approche sur le terrain est qu’elle permet de s’affranchir des phénomènes d’émission, de transport et de mélange qui complexifient l’interprétation des processus purement chimiques en air ambient.

Un schéma de DouAir est présenté à gauche sur la figure 1 ci-dessous. Le réacteur est assemblé avec des barres profilées en aluminium, tandis que tous les panneaux et les surfaces internes sont recouverts d’un film FEP (Fluorinated Ethylene Propylene), retenu pour ses caractéristiques bien connues d’inertie chimique et de transparence aux radiations solaires. La géométrie rectangulaire (2,8 × 2,3 × 1,4 m) fournit un volume interne d’environ 9 m3. Pour des expériences de photochimie, le réacteur peut être exposé directement au rayonnement solaire lors de son déploiement sur le terrain ou équipé d’un système d’irradiation artificiel en laboratoire composé de 50 lampes UVA (365 nm, 40W, 1,2 m de long). Pour des expériences sans irradiation, DouAir est recouverte d’une bâche.

Représentation schématique du réacteur photochimique DouAir (env. 9 m3) (a) et représentation détaillée des platines avant et arrière (b)

Les plaques frontales disposées de part et d’autre du réacteur permettent de connecter les lignes de remplissage, les lignes de pompage et des lignes de prélèvements pour une suite d’analyseurs permettant le suivi d’espèces clés lors d’expériences d’oxydation des composés traces de l’air :

  • Analyseurs d’O3, de NOx (NO et NO2) et de vapeur d’eau,

  • Spectromètres de masse à ionisation chimique par transfert de proton (PTR-ToFMS), chromatographes en phase gazeuse (GC/FID-MS) et systèmes de prélèvements actifs sur cartouches pour les composés organiques volatils,

  • Dispositif de type PERCA (Peroxy Radical Chemical Amplifier) pour la mesure des radicaux peroxyl HO2 et RO2,

  • Compteur de particules (CPC) et analyseur de la distribution en taille des particules (SMPS),

  • Spectroradiomètre METCON pour la mesure en continu du flux actinique (lampes en laboratoire ou irradiation solaire sur le terrain).

Ci-dessous, des photos de son utilisation en laboratoire pour des études cinétiques sur des matrices chimiques simplifiées et de son déploiement sur le terrain pour suivre le vieillissement d’une masse d’air biogénique. 

Déploiement de DouAir en laboratoire (image 1) et sur le terrain (images 2 et 3), campagne de mesures CERVOLAND 2018 en forêt des Landes)

LES PROJETS


Labex CaPPA

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Laboratoire d’excellence « Chemical and Physical Properties of Aerosols (Labex CaPPA) Le laboratoire d’excellence CaPPA a été lauréat de la 2ème vague (2012) de l’appel à projets « Laboratoires d’Excellence » du Programme Investissement d’Avenir (PIA). Il s’intéresse d’une part au système «aérosols»…

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