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Colmatage par des aérosols solides des filtres industriels plissés.


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L. Del Fabro, J.C Laborde, P. Merlin, A. Renoux, L. Ricciardi, 16ème congrès français sur les aérosols, du 6 au 7/12/2000, Paris.

Type de document > *Congrès/colloque

Mots clés > ventilation et filtration, colmatage, filtration

Unité de recherche > IRSN/DSU/SERAC/LECEV

Auteurs > [et al.], LABORDE Jean-Claude, RICCIARDI Laurent

Date de publication > 06/12/2000

Résumé

Les dispositifs de filtration des particules dans l’air sont largement répandus dans différents secteurs industriels : nucléaire, automobile, agro-alimentaire, … Les deux grandeurs les plus importantes pour caractériser le comportement des filtres sont la perte de charge et l’efficacité de collecte des particules. Ces randeurs dépendent des caractéristiques du filtre, de l’aérosol et des conditions aérauliques ; peu d’études existent sur l’évolution de ces grandeurs en filtration dynamique. L’objet de l’étude menée dans le cadre d’une collaboration entre la société FILTRAUTO et l’Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire est donc de pallier un manque évident de connaissances et de modèles phénoménologiques sur le colmatage des filtres plissés. Avant d’aborder l’étude du colmatage des filtres, une étape initiale nécessaire a été menée afin de caractériser la perte de charge et les écoulements d’air dans les filtres plissés vierges de types automobile (filtre Moyenne Efficacité) et nucléaire (filtre à Très Haute Efficacité THE) ; les principaux résultats issus de cette étape ont été présentés au 15ème Congrès Français sur les Aérosols. L’objet de la communication proposée est d’illustrer les résultats marquants obtenus au cours de l’étape relative au colmatage proprement dit. L’étude expérimentale du colmatage a été engagée selon le principe des plans d’expériences. Pour chacun des médias, un plan type 24 est réalisé ; les facteurs en sont la vitesse de filtration (comprise entre 1 et 10 cm/s), la hauteur (de 27 à 48 mm) et le pas (de 2 à 3,5 mm) des plis, et le diamètre aérodynamique des particules (de 0,1 à 8 µm). Les enseignements majeurs commentés dans le papier proposé sont : pour des caractéristiques géométriques de filtre identiques, le rapport DP/DP0 (où DP0 et DP sont respectivement la perte de charge du filtre vierge et la perte de charge du filtre pour une masse donnée d’aérosols déposés) augmente quand le diamètre des particules diminue, pour une même masse de particules déposées par unité de surface de filtration, pour une même masse de particules, le rapport DP/DP0 d’un filtre de type automobile est supérieur à celui d’un filtre THE de géométrie identique, en considérant l’angle j formé par les plis, on note une augmentation du rapport DP/DP0 pour les filtres plissés de type automobile lorsque la valeur de l’angle j augmente, quel que soit le diamètre des particules ; pour les filtres THE, a été mise en évidence une interaction entre l’angle j et la hauteur h dans le cas des particules supermicroniques. Parallèlement à ces expériences, une modélisation basée sur une loi déduite de l’approche adimensionnelle mise en œuvre lors de l’étape relative aux filtres vierges, a donné des premiers résultats encourageants pour décrire correctement le début de la phase de colmatage. Ce travail a été mené en collaboration avec le laboratoire de physique des aérosols et de transfert des contaminations de l'université de Paris XII, et la société FILTRAUTO.