Particules ultrafines issues des appareils de chauffage domestique au bois : Caractérisation physico-chimique et bioanalytique
Acronyme : AQACIA 2024 - PUFCHEM
Programme : AQACIA 2024 - Gérer les pollutions à l’ozone et sectorielles
Mots-clés : Qualité de l'air
Contexte : Les connaissances sur les émissions des particules ultrafines (PUF) issues du chauffage domestique au bois restent limitées. Bien que des améliorations aient permis de réduire la masse de particules émises, leur efficacité sur le nombre de particules émises reste incertaine. Les PUF sont négligeables en masse mais peuvent représenter plus de 90% du nombre total de particules. Leur contribution et composition chimique tendent à être modifiées selon le combustible, la technologie de l’appareil et les conditions de combustion. Le projet PUFCHEM vise à caractériser les émissions de particules fines (<1µm) et ultrafines (<100nm) issues de 5 poêles à bûches et à granulés (anciens et modernes), dans diverses conditions de combustion. Il permettra d’étudier l’évolution des caractéristiques granulométriques, chimiques et bio-analytiques en lien avec l’amélioration des performances des appareils. Ce projet produira de nouvelles données de facteur d’émission (FE) des PUF qui restent à ce jours très partielles.
Description : La structure du projet est la suivante : LOT 1 : PILOTAGE DU PROJET Tâche transversale visant à assurer le bon déroulement du projet, le respect des délais et des objectifs, ainsi que les échanges avec l’ADEME. LOT 2 : BIBLIOGRAPHIE / ÉTAT DE L’ART Rechercher dans la littérature les données d’émission de particules fines et de PUF issues du chauffage domestique au bois. LOT 3 : PRÉPARATION DES ESSAIS Définir et valider les conditions d’essai : - Choix des 5 appareils à tester (bûches et granulés) - Sélection et analyse des combustibles - Élaboration d’un protocole d’essai représentatif d’un usage réel - Préparation du banc d’essai vertical de l’INERIS LOT 4 : RÉALISATION DES ESSAIS - Réalisation des essais de combustion selon les conditions définies - Essais de reproductibilité (chaque appareil sera testé trois fois) - Caractérisation des particules par des analyses chimiques, physiques et bio-analytiques - Mesure des gaz de combustion LOT 5 : EXPLOITATION DES RÉSULTATS Traitement et analyse des données : - Élaboration de facteurs d’émission - Étude de l’influence de l’allure de combustion sur les émissions et la composition des particules fines et PUF - Évaluation de l’impact de l’amélioration des performances des appareils sur les émissions LOT 6 : SYNTHÈSE ET VALORISATION Diffusion et valorisation des principaux résultats scientifiques du projet.
Objectifs et résultats attendus : Le projet PUFCHEM vise à étudier l’évolution granulométrique (en nombre), chimique et bio-analytique des particules fines PM1 (<1µm), et en particulier des ultrafines (< 100nm), en lien avec l’amélioration des performances des appareils de combustion. Cinq appareils représentatifs du parc français (quatre modernes et un ancien) seront testés dans des conditions proches de l’usage réel. Le projet permettra de : - Produire des FE pour les PUF (en nombre) et leurs composants chimiques, compléter les données existantes, et faciliter l'intégration de ces paramètres dans l’inventaire national des émissions ; - Evaluer l’effet la qualité de combustion (notamment allure de fonctionnement) et de la technologie des appareils sur la formation et la composition des particules, notamment les PUF ; - Quantifier et comparer, par bio-essais cellulaires, les activités AhR (HAP- et dioxin-like) des émissions PM1 et PUF des différents appareils ; - Apporter des connaissances nouvelles pour améliorer la conception et les performances environnementales des appareils de chauffage domestique. Les résultats portent notamment sur : - Les FE des PUF et particules fines, ainsi que leurs composants ; - L’impact de la performance des appareils et de l’allure de fonctionnement sur la formation et la composition des PUF. Ils permettront de répondre aux interrogations des autorités en permettant de mieux comprendre l’effet des améliorations des performances des appareils sur les propriétés physico-chimiques des PM1 et des PUF émises. Ces résultats seront également utiles en tant que données d’entrée pour la modélisation de la qualité de l’air et pour des études sur la toxicité et l’écotoxicité des PUF. Les résultats du projet seront valorisés sous forme d'un rapport final. Ils seront présentés lors d’au moins une conférence internationale (European Aerosol Conference, American Association for Aerosol Research Conference, etc.) et feront l’objet d’une ou deux publications scientifiques. La communication sera réalisée auprès de l’ADEME et, en externe, auprès des acteurs locaux/nationaux et de la communauté scientifique. L'INERIS, dans le cadre de sa mission d’appui au ministère chargé de l’écologie, pourra également partager les résultats et conclusions de ce projet avec les autorités compétentes.
Bénéficiaire : INSTITUT NATIONAL DE L'ENVIRONNEMENT INDUSTRIEL ET DES RISQUES
Localisation : Verneuil-en-Halatte, Hauts-de-France, FRANCE
Début : 01/09/2025 — Durée : 36 mois
Budget total : 240842.98 € — Aide ADEME : 240842.98 €
Statut : Suivi du projet