Brevet FR2854241A1 — publié le 20041029

i Dispositif et procédé de mesure d'une concentration de composés polluants dans un effluent gazeux, comprenant un détecteur à semi-conducteur. La présente invention concerne un dispositif et un procédé de mesure en continu d'une concentration d'un composé dans un effluent gazeux. Pour des mesures de rejet de polluants tels que des composés organiques volatils (COV), par exemple dans des installations de 10 peinture, on utilise des moyens de contrôle par détection à ionisation de flamme (FID Flame Ionization Detector) ou par détection à photoionisation (PID Photolonization Detector). Les détecteurs à ionisation de flamme utilisent de l'hydrogène comme comburant, ce qui nécessite l'emploi d'un local spécifique. Les détecteurs à photo-ionisation sont 15 sans utilisation d'hydrogène, mais ne peuvent être utilisés que sur des effluents à température ambiante. Ces méthodes fournissent un indice équivalent d'une molécule mesurable par ces moyens de contrôle, mais ne permettent pas d'obtenir directement une concentration massique réelle des émissions gazeuses de composés organiques volatils. Ces méthodes ne permettent donc pas d'effectuer des mesures en concentration massique réelle de composés dans un effluent gazeux. L'invention a pour objet, au vu de ce qui précède, de proposer une solution qui permette de mesurer en continu une concentration de polluants dans un échantillon d'effluent gazeux avec un faible coût de 25 maintenance. L'invention a également pour objet de rendre plus précise, de faciliter et de rendre plus rapide la mesure d'une telle concentration de composés polluants. Le dispositif de mesure selon l'invention permet de mesurer 30 une concentration de composés polluants dans un effluent gazeux. Le dispositif comprend un indicateur de mesure, ainsi qu'un détecteur à semi- conducteur apte à analyser en continu un échantillon de mesure de l'effluent gazeux. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif comprend des moyens pour maintenir la température de l'échantillon de mesure audessus du point de rosée. Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens pour 5 maintenir la température de l'échantillon de mesure au-dessus du point de rosée comprennent une sonde de régulation de température, une résistance chauffante, un régulateur de température, et une enceinte calorifugée. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif comprend des 10 moyens de filtration de l'échantillon de mesure pour éliminer des particules solides présentes dans l'échantillon gazeux. Dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif comprend un circuit de dilution de l'échantillon de mesure avec de l'air, adapté pour contrôler la concentration des composés dans l'échantillon 15 gazeux. Dans un mode de réalisation préféré, le circuit de dilution comprend des moyens de filtration de l'air de dilution. Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens de filtration de l'air de dilution comprennent un filtre d'air de dilution 20 pour éliminer les particules solides, et un filtre à charbon actif pour éliminer de l'air de dilution d'éventuelles traces des composés. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif comprend un régulateur de pression associé à une trompe à air pour maintenir en dépression la chambre du détecteur à semi-conducteur. Le procédé de mesure selon l'invention permet de mesurer une concentration de composés polluants dans un effluent gazeux. On mesure en continu un effluent gazeux, et on utilise un dispositif de mesure détecteur à semi-conducteur. Dans un mode de mise en oeuvre préféré, la concentration en 30 composés polluants mesurée est représentative de la concentration en composés organiques volatils dans l'échantillon gazeux. Dans un mode de mise en oeuvre avantageux, les composés organiques volatils de l'échantillon gazeux proviennent d'une installation industrielle de peinture. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, et faite en référence au dessin annexé (figure 1) qui représente un schéma synoptique d'un dispositif de mesure selon l'invention. Le dispositif de mesure 1 comprend un détecteur à semiconducteur 2, par exemple du type NAP-l lAS. Ce dispositif comprend une entrée 3 pour l'échantillon à analyser, un filtre 4 pour éliminer les particules contenues dans échantillon, un capillaire 5 placé en amont 10 du détecteur 2 reliant la sortie du filtre 4 à l'entrée du détecteur 2. Un capillaire 6 est placé en amont du détecteur 2 et relie l'entrée du détecteur 2 à la sortie d'un filtre 7 qui élimine les particules contenues dans l'air de dilution. Il comprend également un circuit de dilution 8, et un filtre à charbon actif 9. Le dispositif détecteur 1 à semi15 conducteur comprend en outre, une trompe à air 10 reliée au détecteur 2 ainsi qu'à un régulateur de pression 11. Le dispositif détecteur 1 comprend également une sonde de régulation de température 12 et une résistance chauffante 13 reliées à un régulateur de température 14 par des connexions non représentées, ainsi qu'une protection électrique 20 15, un indicateur de mesure 16 du taux de particules de l'échantillon, et une alimentation stabilisée 17. Le dispositif détecteur 1 est monté à l'intérieur d'une enceinte calorifugée 18. L'échantillon d'analyse pénètre dans le dispositif de mesure 1 par l'entrée 3, et traverse le filtre 4 afin d'éliminer les particules 25 présentes dans l'échantillon gazeux. La sortie du filtre 4 est calibrée et permet de réguler le débit dans le capillaire 5. Le filtre à charbon actif 9 permet de filtrer l'air du circuit de dilution 8 en retenant notamment les traces éventuelles de composé à analyser, afin de ne pas détériorer l'échantillon d'analyse. Les particules éventuellement présentes dans 30 l'air de dilution sont éliminées par le filtre 7. La sortie du filtre 7 est calibrée et permet de réguler le débit dans le capillaire 6. Ces régulations de débits permettent de contrôler l'échantillon gazeux à analyser en gardant une concentration en composé à analyser comprise dans la gamme d'utilisation du détecteur à semi- conducteur 2. La surface du détecteur à semi-conducteur 2 est recouverte d'une très fine couche d'oxydes métalliques sur un substrat de céramique. Lorsque l'échantillon arrive au contact de cette surface, il se produit une oxydation des gaz de l'échantillon qui dépend de la porosité et de la 5 surface d'échange du semi-conducteur. La résistance électrique du détecteur 2 varie en fonction de la quantité de molécules de composés organiques en contact avec le détecteur 2 et en fonction du type d'oxydes métalliques utilisés. La trompe à air 10 et le régulateur de pression 11 permettent de maintenir la dépression de la chambre du 10 détecteur à semi-conducteur 2. La dépression réalisée dans la chambre du détecteur 2 permet de décontaminer le détecteur 2 lors de la baisse de concentration des composés organiques, et permet ainsi une durée de fonctionnement accrue. L'ensemble formé par la sonde de régulation de température 12, la résistance chauffante 13, le régulateur 15 de température 14, et l'enceinte calorifugée 18, permet de maintenir le dispositif à une température supérieure au point de rosée de l'échantillon, afin d'éviter une condensation partielle ou totale de l'échantillon gazeux à analyser. Les résultats de la concentration d'un mélange de composés 20 organiques obtenus par un dispositif de mesure comprenant un détecteur à semiconducteur suivent, sur une échelle de temps, la même évolution que les résultats obtenus avec un autre type d'analyseur plus précis, mais plus coûteux, tel qu'un analyseur par détection à ionisation de flamme. Le dispositif de mesure selon 25 l'invention permet d'obtenir une variation de composés organiques tout en gardant un coût de maintenance faible. L'invention permet de mesurer en continu une concentration d'un mélange de composés dans un échantillon gazeux, en maintenant celui-ci au-dessus du point de rosée. L'invention permet également d'obtenir une grande précision de mesure, en filtrant les particules de l'échantillon gazeux et de l'air du circuit de dilution, ainsi qu'en éliminant les éventuelles traces du composé à mesurer de l'air de dilution, tout en gardant un coût de maintenance faible. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure (1) d'une concentration de composés polluants dans un effluent gazeux, comprenant un 5 indicateur de mesure (16), caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur à semi-conducteur (2) apte à analyser en continu un échantillon de mesure de l'effluent gazeux. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour maintenir la 10 température de l'échantillon de mesure audessus du point de rosée. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour maintenir la température de l'échantillon de mesure au-dessus du point de rosée 15 comprennent une sonde de régulation de température (12), une résistance chauffante (13), un régulateur de température (14), et une enceinte calorifugée (18). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des 20 moyens de filtration de l'échantillon de mesure pour éliminer des particules solides présentes dans l'échantillon gazeux. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un 25 circuit de dilution (8) de l'échantillon de mesure avec de l'air, adapté pour contrôler la concentration des composés dans l'échantillon gazeux. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de dilution comprend des moyens de 30 filtration de l'air de dilution. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de filtration de l'air de dilution comprennent un filtre d'air (7) de dilution pour éliminer les particules solides, et un filtre à charbon actif (9) pour éliminer de l'air de dilution d'éventuelles traces des composés. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé 5 en ce qu'il comprend un régulateur de pression (11) associé à une trompe à air (10) pour maintenir en dépression la chambre du détecteur à semi-conducteur (2). 9. Procédé de mesure d'une concentration de composés polluants dans un effluent gazeux, caractérisé en 10 ce que l'on mesure en continu un effluent gazeux et que l'on utilise un dispositif de mesure (1) détecteur à semiconducteur. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la concentration en composés polluants mesurée est 15 représentative de la concentration en composés organiques volatils dans l'échantillon gazeux. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les composés organiques volatils de l'échantillon gazeux proviennent d'une installation industrielle de 20 peinture.