CANEAT - Capture d’Aldéhyde et NOx Emis dans l'Air des Transports -Etudier des filtres d'habitacles à l'échelle 1
Programme : AQACIA 2022 - Préserver la qualité de l’air dans un monde en transition
Mots-clés : Qualité de l'air
Contexte : La pollution de l’air présente à l’intérieur des moyens de transport (voiture, bus, camion, etc.) peut être bien supérieure à la pollution extérieure, et dans certains cas, dépasser fortement les valeurs guides de l’OMS. De ce fait, la qualité de l’air intérieur dans les transports fait l’objet de différentes recherches et projets qui visent à améliorer la compréhension de cette pollution et à trouver des solutions pour la réduire. Par exemple, le projet AmCoAIR, financé par l’ADEME, a pour objectif d’améliorer les connaissances sur la pollution intérieure des moyens de transport et à instaurer un référentiel qualité de l’air dans les habitacles. De plus, les réglementations européennes et françaises vis-à-vis de la concentration de certains polluants, déjà durcies depuis les années 2000, tendent à être plus strictes, notamment vis-à-vis des NOx et du formaldéhyde (décret n°2011-1727, directive (UE) 2019/983, Décret n° 2010-1250, etc.). La Commission économique pour l'Europe des Nations unies, via le groupe de travail VIAQ, réunit les acteurs majeurs du domaine des transports et vise à normaliser les méthodes de mesure des polluants et leurs réglementations. La mise en lumière de la pollution dans les habitacles auprès du grand public (via les médias notamment), combinée au renforcement des normes, conduit donc à la nécessité de développer des solutions permettant de répondre aux réglementations actuelles et à venir. Ce projet vise à démontrer l’efficacité de matériaux innovants, les Metal-Organic Frameworks (MOF), pour réduire considérablement la concentration en polluants (NOx, COV) dans les habitacles des moyens de transport, communs et individuels. Les performances de purification des matériaux ont déjà été évaluées en laboratoire. La recherche industrielle menée pour ce projet permettra, pour la première fois, d’intégrer ces matériaux dans des filtres habitacles échelle 1, de mesurer leur efficacité en condition réelle et de les comparer aux solutions existantes sur le marché. Les résultats obtenus mèneront à des recommandations sur l’utilisation des technologies de filtration de polluants gazeux oxygénés pour l’amélioration de la qualité de l’air dans les moyens de transport. Le détail technique de cette opération figure en annexe technique au présent contrat qui en constitue de ce fait partie intégrante.
Description : La qualité de l’air intérieur est un enjeu de santé majeur grandissant. Les habitacles des transports, communs ou individuels, sont soumis à de nombreux polluants, qu’ils soient issus de la pollution extérieure, comme les particules fines et les NOx, ou de l’intérieur même du véhicule, comme le formaldéhyde et certains COV aromatiques. La teneur de ces polluants dans les habitacles peut dépasser les seuils recommandés par l’OMS. Or, ces polluants sont fortement toxiques pour l’Homme, même à des concentrations très faibles. Il est donc primordial de limiter l’exposition des personnes à ces gaz. Le projet CANEAT a pour objectif de mettre en œuvre et d’étudier dans différentes conditions des filtres habitacles échelle 1 intégrant des matériaux innovants (MOF, Metal-Organic Framework) pour le traitement des NOx et du formaldéhyde, ainsi que du charbon actif. Les performances telles que l’efficacité de filtration, la durée de vie mais aussi la recyclabilité des filtres seront évaluées dans les conditions suivantes : (i) en condition représentative de la pollution réelle en habitacle, à savoir à des concentrations en polluants de l’ordre du ppb, (ii) selon la norme ISO 11155 (iii) en condition réelle sur véhicule. Les résultats seront comparés à ceux obtenus sur un filtre commercial uniquement composé de charbon actif. Des recherches préliminaires ont mis en évidence les meilleures performances de purification des MOFs vis-à-vis du formaldéhyde et des NOx par rapport à des charbons actifs haut-de-gamme. Un gain important sur la qualité de l’air mais aussi sur la durée de vie du filtre est donc attendu en comparaison du filtre commercial. Ce projet réunit : Une startup, SquairTech, spécialisée dans le développement de matériaux type MOF pour la qualité de l’air. https://www.squair.tech/ Un centre régional d’innovation et de transfert technologique, le CERTAM, qui possède une forte expertise mondialement reconnue dans l’évaluation de technologies pour la qualité de l’air notamment au travers de programmes de recherche ADEME CAREPAF (Caractérisation de l’Émission de Particules de Frein), Toxbrake, PEAR (Polluants Émergents A Risque), EUROTOX mais également de contrats de recherches industriels avec les grands acteurs de la filière transport française et européenne. https://certam.fr/ MANN HUMMEL, qui est un grand groupe industriel Allemand implanté en France, leader mondial en systèmes de filtrations, pour les secteurs des transports et de l’environnement (filtration de l’air et de l’eau notamment). MANN+HUMMEL Home (mann-hummel.com). Le détail technique de cette opération figure en annexe technique au présent contrat qui en constitue de ce fait partie intégrante.
Objectifs et résultats attendus : Ce projet vise à apporter les arguments commerciaux convaincants pour le déploiement des MOFs comme solution à la pollution des habitacles des moyens de transport. Pour ce faire, un mélange des 2 MOFs et de charbon actif sera intégré dans des filtres échelle 1 qui seront testés en laboratoire dans des conditions représentatives de pollution (concentration ppb), puis en caisson selon la norme ISO 11155 et enfin en condition réelle sur un véhicule. Pour ce faire, différents verrous devront être levés : Intégration des matériaux à des filtres à air : plusieurs mises en forme seront réalisées et testées afin de déterminer la meilleure procédure d’intégration des matériaux à des filtres habitacles de type plissés et nid d’abeille. De nombreux paramètres rentrent en considération pour l’intégration des MOFs aux filtres (masse de MOF par filtre, nécessité d’utilisé un liant, type de liant etc.) qu’il faudra évaluer avant de pouvoir réaliser un filtre échelle 1. Etude des filtres dans un mélange complexe de polluants : à ce jour les MOFs ont été testés en présence d’un seul polluant. La compréhension des performances en mélange complexe est nécessaire avant de passer aux tests en conditions réelles. Pour ce faire, des tests en chambre environnementale (1 m3) puis sous flux continu en caisson (3 m3) seront réalisés. Etude comparative du comportement des filtres réalisés sous différentes conditions : (i) à des concentrations en polluants de l’ordre du ppb (ii) selon la norme ISO 11155, dans laquelle les concentrations en polluants, de l’ordre du ppm, sont supérieures aux concentrations réelles (iii) en condition réelle. Les premières mesures nous apporteront des informations quant au comportement du mélange de matériaux en conditions représentatives ; les secondes mesures donneront des informations sur la saturation des matériaux, équivalent à une étude des performances “long-terme” ; et les troisièmes mesures permettront une étude comparative terrain entre le filtre retenu et un filtre commercial dans un véhicule. Un gain important sur la qualité de l’air dans l’habitacle est attendu avec les MOFs en comparaison du filtre commercial de charbon actif : les normes d’exposition, souvent dépassées aujourd’hui, pourraient être respectées. En outre, les matériaux étudiés présentent une saturation moins rapide et donc une durée de vie plus longue, permettant un maintien des performances de purification dans le temps que ne peuvent pas apporter les filtres actuels. Les résultats obtenus sur véhicule permettront également d’apporter une base solide d’arguments pour d’autres moyens de transport comme les camions, autobus, autocars, dans le domaine de l’agriculture et autres engins off-road, tramway et trains. Des impacts socio-économiques important sont attendus pour les acteurs du projet : Embauche d’un profil ingénieur chez SquairTech pour la fabrication et mise en œuvre des MOFs dans différents types de filtres. Un stagiaire sera également recruté. Ce stage pourra déboucher sur une embauche en CDI. Echange de connaissances et montée en compétences entre les partenaires. Ce projet pourra déboucher sur un partenariat commercial entre les acteurs privés pour la commercialisation de filtres intégrant des MOFs. Preuves de concept à échelle 1 en situation réelle servant de socle aux arguments commerciaux des produits. Le détail technique de cette opération figure en annexe technique au présent contrat qui en constitue de ce fait partie intégrante.
Bénéficiaire : MANN+HUMMEL FILTRATION FRANCE
Localisation : Laval, Pays de la Loire, FRANCE
Début : 01/12/2023 — Durée : 30 mois
Budget total : 297159 € — Aide ADEME : 192415.36 €
Statut : Suivi du projet