<figure><img src="image_56.png" /><figcaption>Figure 2-11 : Bruit de fond moyen (± 1 écart-type) dans l'enceinte mesurée par l'ELPI (n = 47).</figcaption></figure>

## 2.3. Autres équipements

### 2.3.1. Mesure de la température et de l'humidité

Les sondes utilisées pour les mesures de température de paroi sont des sondes plates type K raccordées sur un module NATIONAL INSTRUMENT type FP-RTD-124. Ce module est un module 16 bits qui convertit la mesure des sondes K en signal numérique, lequel est enregistré sur un PC. Le même système est utilisé pour la sonde de température/humidité ROTRONIC (mesure de la température de l'enceinte). La différence est que la sonde ROTRONIC envoie directement un signal 0-1V au module NATIONAL INSTRUMENT. Là, il s'agit d'un module FP-AI 100.

### 2.3.2. Mesure de la vitesse

La mesure de vitesse a été réalisée à l'aide d'un thermoanémomètre DANTEC (modèle 54N10, sondes de type 54R10) conçu pour les mesures de vitesse d'air intérieure qui ne dépassent pas 5 m/s. La précision est de ±0,01 m/s (0-1 m/s) ou de ±5% de la lecture (gamme 0-5 m/s). Il s'agit d'un appareil multivoies (9 voies au maximum) mesurant sur chaque voie une vitesse d'air omnidirectionnelle et la température. Le système de mesure est constitué d'un analyseur et de sondes de vitesse d'air. L'analyseur permet l'alimentation des sondes et reçoit le signal qu'il convertit ensuite pour la restitution des vitesses d'air, de la température et de la turbulence. Le principe de la mesure est le fil chaud (ici deux petites sphères chauffées).
### 2.3.3. Pesées

Pour estimer les pertes de matières propres à chaque source, deux balances ont été utilisées selon la masse à mesurer :

- Sartorius ME 2545, gamme 0,01 – 250 g (résolution 0,0001 g).

- Sartorius BL 1500, gamme 10 – 1500 g (résolution 0,1 g).

## 2.4. Description des instruments de mesure en nombre

La granulométrie des aérosols émis par les différentes sources est mesurée à l'aide d'un compteur optique (Dust Monitor 1.108, GRIMM AEROSOL Technik), d'un classifieur électrostatique (DMS500, CAMBUSTION) et d'un impacteur en cascade (ELPI, DEKATI). Un Compteur à noyaux de condensation (CNC 3007, TSI) est utilisé pour mesurer la concentration totale en particules. Les spécificités générales de chacun des appareils sont listées dans le Tableau 2-3. Leur disposition au niveau de l'enceinte est listé

<table><thead><tr><th></th><th>GRIMM<br>DUST MONITOR<br>1.108</th><th>CAMBUSTION<br>DMS500</th><th>DEKATI<br>ELPI</th><th>TSI<br>CNC 3007</th></tr></thead><tbody><tr><th scope="row">Paramètres<br>mesurés</th><td>Concentration en<br>nombre/Diamètre<br>optique (d<sub>o</sub>)</td><td>Concentration en<br>nombre/Diamètre de<br>mobilité électrique<br>équivalente (d<sub>me</sub>)</td><td>Concentration en<br>nombre/Diamètre<br>aérodynamique<br>(d<sub>ae</sub>)</td><td>Concentration<br>totale en nombre</td></tr><tr><th scope="row">Plage de mesure</th><td>0,3 à 20 µm</td><td>5 nm à 1 µm</td><td>30 nm à 10 µm</td><td>10 nm à 1 µm</td></tr><tr><th scope="row">Débit</th><td>1,2 L.mn<sup>-1</sup></td><td>8 L.mn<sup>-1</sup></td><td>10 L.mn<sup>-1</sup></td><td>0,7 L.mn<sup>-1</sup> (total)</td></tr><tr><th scope="row">Résolution en<br>diamètre</th><td>16 plages</td><td>16/décades</td><td>12 plages</td><td>--</td></tr><tr><th scope="row">Temps de réponse</th><td>1 distribution / 6s</td><td>200 ms<br>(1 distribution/s pour<br>nos mesures)</td><td>Variable selon<br>sensibilité<br>20 s (à 4·10<sup>5</sup> fA)<br>2 s (à 1·10<sup>4</sup> fA)</td><td>&lt; 9 s à 95 %<br>échelon</td></tr><tr><th scope="row">Concentration<br>minimum</th><td>10<sup>-3</sup> cm<sup>-3</sup></td><td>Variable suivant<br>diamètre<br>Voir Figure 2-13</td><td>Variable suivant<br>diamètre<br>Voir Tableau 2-4</td><td>0 cm<sup>-3</sup></td></tr><tr><th scope="row">Concentration<br>maximum</th><td>&gt; 2000 cm<sup>-3</sup></td><td></td><td>Variable suivant<br>diamètre<br>Voir Tableau 2-4</td><td>10<sup>-5</sup> cm<sup>-3</sup></td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_57.png" /></figure>

<figure><img src="image_58.png" /></figure>

<figure><img src="image_59.png" /></figure>

<figure><img src="image_60.png" /><figcaption>Tableau 2-3 : Spécifications des instruments de mesure.</figcaption></figure>
### 2.4.1. Classifieur électrostatique DMS500 (Cambustion)

Le spectromètre à mobilité différentielle DMS500 fournit un spectre en nombre de particules selon leur diamètre de mobilité électrique compris entre 5 et 1000 nm réparti sur 38 canaux. L'instrument dispose d'un cylcone en entrée récupérant toute particule supérieure à 1000 nm. L'échantillon passe ensuit au travers d'un chargeur à effet couronne vers la colonne de classification. Les particules chargées circulent dans une colonne d'air cylindrique uniforme et laminaire. Une électrode haute tension au centre de la colonne repoussent les particules vers les électromètres en forme d'anneaux (22 au total disposés le long de la colonne). Le point d'arrivée des particules est fonction de leur charge et de leur trainée aérodynamique. Les courants mesurés sont alors convertis en données en nombre et diamètre de particules.

<figure><img src="image_61.png" /><figcaption>Figure 2-12 : Description du principe de fonctionnement du classifieur électrostatique DMS500-CAMBUSTION (documentation CAMBUSTION).</figcaption></figure>

Le temps de réponse de l'appareil est relativement court, de l'ordre de 200 ms permettant de recueillir des informations sur la distribution en taille des particules très rapidement. Le bruit de fond est fonction du temps d'acquisition. Pour cette étude, un enregistrement toutes les secondes a été réalisé, représentant la moyenne de 10 scans. De plus, le niveau de sensibilité était élevé permettant de réduire encore le niveau de bruit (Figure 2-13).

<figure><img src="image_62.png" /><figcaption>Figure 2-13 : Moyenne quadratique du bruit par classe de taille pour le DMS500 (source CAMBUSTION).</figcaption></figure>
2.4.2. Impacteur basse pression à détection électrique (ELPI)

L'ELPI (impacteur électrique basse pression) est un spectromètre de particules en temps réel. Il mesure la distribution granulométrique selon une plage comprise entre 0,03 et 10 µm (diamètre aérodynamique) répartie sur 12 canaux. Le principe réside dans le chargement électrique des particules (chargeur corona), leur classification inertielle dans un impacteur en cascade (selon le diamètre aérodynamique des particules) et une détection électrique lors de l'impaction (électromètre multicanaux). En effet, lors de l'impaction des particules chargées, un courant proportionnel à la concentration en nombre de particules collectées est créé et enregistré par l'électromètre associé à l'étage de collecte. Les valeurs de courant sont alors converties en distribution en taille des particules (diamètre aérodynamique) selon des vecteurs de conversion basées sur les propriétés électriques du chargeur et des propriétés physiques des étages d'impaction.

<figure><img src="image_63.png" /><figcaption>Figure 2-14 :Principe général de l'impacteur électrique basse pression (documentation DEKATI).</figcaption></figure>

Une tension de piégeage est appliquée au niveau du chargeur pour enlever toute particule ou
groupes de molécules dont le diamètre est inférieur au seuil de coupure du dernier étage (ici <
28 nm). Le piège provoque la perte de particules plus grandes, mais cette perte est compensée
au niveau de la courbe d'efficacité du chargeur (Figure 2-15).

<figure><img src="image_64.png" /><figcaption>Figure 2-15 : Efficacité de charge des particules selon leur diamètre</figcaption></figure>
Le bruit électrique enregistré par l'appareil est fonction de la gamme de sensibilité préalablement sélectionné :

* 10 000 fA ±5 fA (temps de réponse 20 s)

* 40 000 fA ±10 fA

* 100 000 fA ±15 fA

* 400 000 fA ±25 fA (temps de réponse 2 s)

Les étages de collecte ont été recouverts de papier aluminium graissé (graisse silicone Dow Corning® high-vacuum) pour limiter le rebond des particules (Figure 2-16).

<figure><img src="image_65.png" /><figcaption>Figure 2-16 : Etages de collecte recouverts de papier aluminium graissé.</figcaption></figure>

La conversion des mesures de courant en distributions en taille de particules se fait en 2 étapes :

- Les valeurs de courant sont converties en distributions en taille de particules selon l'efficacité du chargeur et selon l'hypothèse que les particules ont une forme sphérique et une densité constante connue.

- Du fait des phénomènes de diffusion et de charge spatiale, certaines particules sont collectés au niveau des impacteurs plus tôt que prévu. En conséquence, les valeurs de courant mesurées sont corrigées à l'aide d'un algorithme de correction pour les particules fines.

Le logiciel ELPIVI calcule à la fois la distribution en taille de particules corrigée et brute. La macro ELPIXLS crée un vecteur de conversion à partir de la distribution corrigée et calcule les valeurs de courant correctes en divisant la distribution par le vecteur de conversion d'origine. A partir des valeurs de courant corrigées, le logiciel recalcule les distributions en taille corrigées. Les données de l'ELPI obtenues après recalcul par la feuille de calcul ELPIXLS4.01.xls (correction activée, densité 1, dilution 1) sont corrigées de l'efficacité d'échantillonnage et du bruit de fond (mesures dans l'enceinte précédant la mise en route de chaque source).
## Impacteur basse pression à détection électrique ELPI
13 étages 0.030 à 10 µm
Papier alu graissé 25 mm – 9.67 L / min
1 pt / sec

<figure><img src="image_66.png" /></figure>

<table><caption>Tableau 2-4 : Caractéristiques propres à l'ELPI utilisé.</caption><thead><tr><th>Stage</th><th>D50% [µm]</th><th>DI [µm]</th><th>Number mln [1/cm³]</th><th>Number max [1/cm³]</th><th>Mass mln [µg/m³]</th><th>Mass max [mg/m³]</th></tr></thead><tbody><tr><td>13</td><td>10.03</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>12</td><td>6.76</td><td>8.23</td><td>0.08</td><td>8E+03</td><td>22</td><td>2100</td></tr><tr><td>11</td><td>4.04</td><td>5.23</td><td>0.16</td><td>2E+04</td><td>12</td><td>1200</td></tr><tr><td>10</td><td>2.42</td><td>3.13</td><td>0.36</td><td>4E+04</td><td>6.3</td><td>630</td></tr><tr><td>9</td><td>1.62</td><td>1.98</td><td>0.8</td><td>8E+04</td><td>3.5</td><td>350</td></tr><tr><td>8</td><td>0.96</td><td>1.25</td><td>1.6</td><td>2E+05</td><td>2</td><td>200</td></tr><tr><td>7</td><td>0.622</td><td>0.773</td><td>3</td><td>3E+05</td><td>1</td><td>90</td></tr><tr><td>6</td><td>0.388</td><td>0.491</td><td>5</td><td>5E+05</td><td>0.4</td><td>40</td></tr><tr><td>5</td><td>0.266</td><td>0.321</td><td>9</td><td>9E+05</td><td>0.17</td><td>17</td></tr><tr><td>4</td><td>0.159</td><td>0.206</td><td>15</td><td>2E+06</td><td>0.078</td><td>7.8</td></tr><tr><td>3</td><td>0.095</td><td>0.123</td><td>26</td><td>3E+06</td><td>0.035</td><td>3.5</td></tr><tr><td>2</td><td>0.055</td><td>0.072</td><td>50</td><td>5E+06</td><td>0.015</td><td>1.5</td></tr><tr><td>1</td><td>0.028</td><td>0.040</td><td>90</td><td>9E+06</td><td>0.005</td><td>0.5</td></tr></tbody></table>

### 2.4.3. Compteur à noyaux de condensation (CNC 3007)

Le compteur à noyaux de condensation (CNC3007) est l'instrument de référence pour la mesure quantitative en nombre de particules. Il permet de mesurer la concentration en nombre de particules de diamètre compris entre 0,01 et 1 µm jusqu'à $10^5 \ \text{#}\cdot\text{cm}^{-3}$ (sans effets de coïncidence) avec une précision de 20%. Le CNC3007 consomme de l'isopropanol à un rythme de 1mL/h qui lui sert à grossir les particules en gouttelettes plus facile à détecter et mesurer. L'isopropanol imprègne une mèche qui est introduit dans le CNC.

Le débit de prélèvement est de 0,7 L/min, sur lesquels seuls 0,1 L/min servent à la mesure. L'air chargé en particules passe au travers d'un saturateur chauffé, dans lequel l'isopropanol vaporisé diffuse dans l'échantillon. La vapeur d'isopropanol mélangé à l'échantillon passe ensuite dans une chambre de condensation froide. L'alcool devient supersaturé et prêt à condenser. Les particules présentes servent alors de support à la condensation. Le processus de grossissement est très rapide et conduit à la formation de gouttelettes d'alcool qui passent par un détecteur optique pour être facilement comptées. Le temps de réponse de l'instrument est de 5 à 10 secondes (déterminé comme le temps nécessaire pour atteindre la valeur de zéro avec un filtre absolu).

Les effets de coïncidence surviennent lorsque deux particules ou plus se trouvent simultanément dans le volume de détection et se retrouvent alors comptabilisées comme une seule grosse particule. L'importance des effets de coïncidence augmente avec la concentration en nombre de particules. Il est possible de corriger la valeur obtenue (voir 2.6.3).

Le pas de temps de mesure est de 1 seconde (moyenne glissante).
<figure><img src="image_67.png" /><figcaption>Figure 2-17 : Principe de la mesure du compteur à noyaux de condensation CNC3007 (documentation TSI).</figcaption></figure>

### 2.4.4. Compteur optique Dust Monitor 1.108

L'appareil mesure en continu le nombre de particules par tranche de taille (diamètre) et par litre d'air prélevé. Le Dust Monitor modèle 1.108 (GRIMM) utilise la diffraction lumineuse pour compter les particules présentes dans l'échantillon d'air prélevé qui traversent le faisceau lumineux (diode laser monochromatique). La distribution en taille (15 classes de tailles entre 0,3 et 20 µm) des particules prélevées est obtenue en quantifiant la dispersion angulaire causée par le passage de particules de taille variable au travers d'un rayon lumineux produit par une diode laser monochromatique sur un angle de 60-120°. Le débit de l'appareil est de 1,2 L/min. L'instrument permet de compter les particules jusqu'à 2000 #·cm⁻³ sans effets de coïncidence avec une sensibilité de 10⁻³ #·cm⁻³ et une reproductibilité de 2%.

Un point de mesure est réalisée toutes les 6 secondes.

<figure><img src="image_68.png" /><figcaption>Figure 2-18 : Principe de mesure du compteur optique DM1.108 (GRIMM).</figcaption></figure>
**2.5. Efficacités d'échantillonnage**

La disposition des instruments au niveau de l'enceinte est indiquée sur la Figure 2-19. Tous les instruments mesurent dans le volume au travers de lignes de prélèvement. L'utilisation de lignes de prélèvement peut entraîner des pertes qu'il est nécessaire de prendre en compte pour que la mesure soit représentative.

<figure><img src="image_69.png" /><figcaption>Figure 2-19 : Disposition des instruments sur la plate-forme de l'enceinte.</figcaption></figure>

**2.5.1. Lignes de prélèvements**

Les lignes de prélèvement des appareils de mesures sont disposés verticalement, parallèlement au flux d'air principal dans l'enceinte (prélèvement isoaxial, ). Les paramètres concernant le prélèvement sont listés dans le tableau 3-2.

<figure><img src="image_70.png" /><figcaption>Figure 2-20 : Lignes de prélèvements vues de l'intérieur de l'enceinte (détail). Une sonde de température et d'humidité est disposée en retrait du prélèvement.</figcaption></figure>
<table><caption>Tableau 2-5 : Paramètres concernant les lignes de prélèvement.</caption><thead><tr><th></th><th>Dust Monitor<br>1.108</th><th>DMS500</th><th>ELPI</th><th>CNC 3007</th></tr></thead><tbody><tr><td>Nature des tubes de prélèvement</td><td>Acier<br>inoxydable</td><td>Bev-A-line XX<br>(Hytrel)</td><td>Bev-A-line<br>XX (Hytrel)</td><td>Acier<br>inoxydable</td></tr><tr><td>Diamètre (m)</td><td>0,005</td><td>0,0095</td><td>0,0095</td><td>0,004</td></tr><tr><td>Longueur totale (m)</td><td>0,778</td><td>1,042</td><td>2,015</td><td>0,947</td></tr><tr><td>Longueur verticale (m)</td><td>0,778</td><td>0,342</td><td>1,515</td><td>0,9325</td></tr><tr><td>Longueur horizontale (m)</td><td>0</td><td>0,7</td><td>0,5</td><td>0,0145</td></tr><tr><td>Débit (L.min<sup>-1</sup>)</td><td>1,2</td><td>8,0</td><td>9,67</td><td>0,7</td></tr><tr><td>V moyenne en entrée de tube (m.s<sup>-1</sup>)</td><td>1,02</td><td>1,86</td><td>2,25</td><td>0,93</td></tr><tr><td>Vitesse du fluide au point de<br>prélèvement</td><td>1,00</td><td>1,88</td><td>1,88</td><td>1,67</td></tr><tr><td>Rapport d'isocinétisme</td><td>0,98</td><td>1,01</td><td>0,84</td><td>1,80</td></tr></tbody></table>

Les extrémités de chaque tube de prélèvement sont placées de telle manière que le rapport d'isocinétisme, rapport entre la vitesse moyenne d'entrée et la vitesse du fluide à la position du prélèvement soit le plus proche possible de 1, compte tenu des contraintes expérimentales. Ces paramètres ont été pris en compte pour corriger les résultats. De plus, les tubes sont constitués de matériaux conducteurs pour éviter les pertes dues aux effets électrostatiques.

Le temps de réponse des instruments lié au volume mort des lignes de prélèvements varie de 0,6 s pour le DMS500 jusqu'à 1 s pour le CNC3007.

Etant donné la nature courbe des lignes de prélèvement (Bev-A-Line XX) et le positionnement variables des entrées au niveau des appareils (au-dessus pour l'ELPI sur la face avant pour le DMS500), les longueurs horizontales ont été estimées en considérant comme horizontale tout partie s'écartant de plus de 45° de la verticale. Le nombre total de courbures le long de la ligne de prélèvement est de 0 pour le GRIMM, 1 pour le DMS500 et le CNC 3007 et de 2 pour l'ELPI. Les angles de courbures sont supérieurs à 90°. Aucun coude n'est présent.

### 2.5.2. Efficacités d'échantillonnage

L'efficacité de captage reste constante pour l'ensemble du domaine de mesure (variation de 0,3 % de 5 nm à 1 µm). En revanche, il convient de prendre en compte les pertes par diffusion dans la ligne de prélèvement. L'efficacité de transmission de la ligne (E<sub>T</sub>) dépend du coefficient de diffusion de la particule (D), de la longueur (L) de la ligne de prélèvement et du débit (Q) dans la ligne. Il est donné par (Baron & Willeke, 2001) pour un écoulement laminaire :

$$E_T = \exp(-\xi.sh) \qquad \text{Equ. 2-1}$$

Avec :

$$Sh = 3,66 + \frac{0,2672}{\xi + 0,10079 \cdot \xi^{1/3}} \qquad \text{Equ. 2-2}$$

et :

$$\xi = \frac{\pi DL}{Q} \qquad \text{Equ. 2-3}$$
## Efficacité d'aspiration :

$$E_{asp} = 1 + \left[ \frac{U_0}{U} - 1 \right] \left[ 1 - \frac{1}{1 + k \cdot Stk} \right]$$
$$\text{Avec } k = 2 + 0.617 \left[ \frac{U_0}{U} \right]^{-1} \text{ et } Stk = \frac{\tau U_0}{d}$$

$U_0$ : Vitesse du flux d'air, U : vitesse de prélèvement, τ : temps de relaxation, d : diamètre de la particule.

## Efficacité de transmission (pertes par inertie) :

$$E_{in} = \frac{1 + \left[ \frac{U_0}{U} - 1 \right]}{1 + \left[ \frac{U_0}{U} - 1 \right]} \left[ \frac{1 + \frac{2.66}{Stk^{2/3}}}{1 + \frac{0.418}{Stk}} \right] \quad \text{pour prélèvement sub-isocinétique (U₀ / U < 1)}$$

$$E_{in} = \exp[-75I_v^2] \quad \text{pour prélèvement super-isocinétique (U₀ / U > 1)}$$
$$\text{avec } I_v \text{ pertes par inertie dans la vena contracta : } I_v = 0.09 \left[ Stk \frac{U - U_0}{U_0} \right]^{0.3}$$

## Efficacité de transmission (pertes par sédimentation) :

$$E_{sed} = \exp(-4.7 \cdot K_{\theta}^{0.75})$$

Avec $K_{\theta}$, paramètre fonction du paramètre de dépôt lié à la sédimentation, du nombre de Stokes, du nombre Reynolds et de l'angle $\theta$. Il est considéré comme nul pour un prélèvement vertical (Baron & Willeke, 2001). Il n'affectera que les parties horizontales des lignes de prélèvements.

L'efficacité finale est le produit de toutes les efficacités calculées précédemment liées aux pertes associées à la diffusion, l'aspiration, l'inertie et la sédimentation (pour les parties horizontales).

Les mesures réalisées avec le DMS500 sont corrigées en tenant compte de cette efficacité de transmission (Figure 2-21). Les pertes par sédimentation sont négligeables pour les particules de diamètre inférieur à 1 µm dans nos conditions de prélèvement (les parties non verticales du tube de prélèvement ont été réduites au maximum). Attention, le diamètre correspondant aux corrections des pertes par diffusion est un diamètre de diffusion équivalent qui ne peut être assimilé au diamètre de mobilité électrique équivalent que sous certaines conditions. La correction proposée suppose donc que cette égalité est vérifiée.
<figure><img src="image_71.png" /><figcaption>Figure 2-21 : Courbes d'efficacité globales de prélèvement pour les différents instruments utilisés calculées par canal (Di) ou comme une fonction continue (CNC).</figcaption></figure>

L'efficacité de captage pour le CNC 3007 est constante pour toute la gamme de mesure. Les pertes par diffusion dans le tube ne peuvent être corrigées car il faudrait supposer une distribution granulométrique de l'aérosol prélevé. Cependant il faut noter que ces pertes restent inférieures à 15 %.

Les pertes par sédimentation sont négligeables pour les particules de diamètre inférieur à 1 µm dans nos conditions de prélèvement (les parties non verticales du tube de prélèvement ont été réduites au maximum).

L'efficacité de captage est supérieure à 99 % sur toute la gamme de mesure.

Afin de supprimer les pertes dans la ligne de prélèvement du Dust Monitor 1.108. Le prélèvement est réalisé à l'aide d'un tube ne comportant aucun coude et placé verticalement. Le compteur optique a été placé en bout de tube sans intermédiaire (Figure 2-22). La vitesse dans le tube (102 cm·s⁻¹) est supérieure à la vitesse limite de chute des particules de diamètre 20 µm (1,2 cm·s⁻¹ pour une particule de densité 1 dans l'air à pression et température normale). Les pertes par diffusion sont négligeables.
<figure><img src="image_72.png" /><figcaption>Figure 2-22 : Vue du Dust monitor fixé en bout de canne de prélèvement.</figcaption></figure>

## 2.6. Mesures de concentrations en nombre

Les mesures de concentrations ont été réalisées sur différentes plages de diamètre :

* CNC3007 sur une plage de diamètre de 10 nm à environ 1000 nm.

* DMS500 sur une plage comprise entre 5 nm et 1000 nm en diamètre de mobilité électrique équivalente.

* DM1.108 sur une plage comprise entre 0,3 et 20 µm en diamètre optique.

* ELPI sur une plage comprise entre 0,03 et 10 µm en diamètre aérodynamique.

L'utilisation de ces quatre appareils de mesures permet de couvrir une gamme étendue en diamètre et en concentration.

L'évolution de la granulométrie est mesurée à l'aide du DMS500, de l'ELPI et du Dust Monitor 1.108, valeurs par ailleurs corrigées des pertes dans les lignes de prélèvement. La caractérisation en taille des particules est définie par le principe de mesure des instruments résultant dans la définition de diamètre équivalent propre à chaque système :

- diamètre de mobilité électrique équivalent (DMS500)

- diamètre aérodynamique équivalent (ELPI)

- diamètre optique équivalent

### 2.6.1. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

La concentration totale est calculée en tenant compte des pertes dans la ligne de prélèvement. Le DMS500 ne permet pas de mesurer les faibles concentrations d'aérosols en revanche il permet de mesurer les concentrations les plus élevées qui sont en dehors du domaine de mesure du CNC3007 (> 10⁵ #·cm⁻³). Le niveau de bruit moyen par classe de taille de particules précédant l'activation de la source est soustrait des mesures.
## 2.6.2. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

La concentration totale est calculée en tenant compte des pertes dans la ligne de prélèvement. Le niveau de bruit moyen par classe de taille de particules précédant l'activation de la source est soustrait des mesures. Toutes les mesures ont été réalisées en considérant un densité de 1. L'algorithme de correction pour les particules < 28 nm est actif.

## 2.6.3. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC3007

Le CNC3007 permet de mesurer les concentrations les plus faibles non mesurables avec le DMS500 et il est également pris comme référence dans la plage commune de mesure avec le DMS500. En effet, le DMS500 utilise une méthode beaucoup moins directe (inversion de données, loi de charge des particules ...) pour la mesure de concentration et la confrontation des deux résultats permet de valider pour différentes sources l'utilisation du DMS500 pour la mesure de concentration.

Les valeurs mesurées à haute concentration avec le CNC3007 ($C_L > 10^5 \text{ #.cm}^{-3}$) doivent être corrigées de l'effet de coïncidence dû à la présence de plusieurs particules simultanément dans le volume de mesure (données fournies par TSI):

$$C_a = C_L \exp(C_a Q \tau) \qquad \text{Equ. 2-4}$$

Avec :

$C_a$ = concentration réelle en aérosol.

$C_L$ = concentration affichée par le CNC3007.

$\tau$ = temps de résidence des particules dans le volume de mesure = 0,75 µs

$Q$ = débit dans le volume de mesure = $1,66 \text{ cm}^3 \text{.s}^{-1}$

Le facteur de correction ($x = \frac{C_a}{C_L}$) est donc dépendant de la concentration réelle ($Ca$) :

$$x = \frac{C_a}{C_L} = \exp(C_a Q \tau) \qquad \text{Equ. 2-5}$$

La correction est réalisée grâce à une approximation polynomiale de x pour des concentrations $C_L$ comprises entre $10^4$ et $2,5 \times 10^5 \text{ #.cm}^{-3}$ :

$$x = 0,1145 \cdot C_{Lnorm}^4 + 0,0187 \cdot C_{Lnorm}^3 - 0,0835 \cdot C_{Lnorm}^2 + 0,2193 \cdot C_{Lnorm} + 1,2317 \qquad \text{Equ. 2-6}$$

$$\text{Avec } C_{Lnorm} = \left( \frac{C_L - 1,222 \times 10^5}{1,0242 \times 10^5} \right) \qquad \text{Equ. 2-7}$$

L'écart entre la correction calculée à l'aide de l'équation 3-5 et celle calculée à l'aide de l'équation 3-6 est inférieur à 3 % (Tableau 2-6/Figure 2-23).
<table><caption>Tableau 2-6 : Facteurs de corrections x en fonction de la concentration lue sur le CNC.</caption><thead><tr><th>C<sub>L</sub></th><th>x (équ. 3-5)</th><th>x (équ. 3-6)</th></tr></thead><tbody><tr><td>9,88E+03</td><td>1,01</td><td>1,03</td></tr><tr><td>1,95E+04</td><td>1,03</td><td>1,02</td></tr><tr><td>2,89E+04</td><td>1,04</td><td>1,03</td></tr><tr><td>3,81E+04</td><td>1,05</td><td>1,04</td></tr><tr><td>4,70E+04</td><td>1,06</td><td>1,05</td></tr><tr><td>5,57E+04</td><td>1,08</td><td>1,07</td></tr><tr><td>6,42E+04</td><td>1,09</td><td>1,09</td></tr><tr><td>7,24E+04</td><td>1,10</td><td>1,11</td></tr><tr><td>8,05E+04</td><td>1,12</td><td>1,13</td></tr><tr><td>8,83E+04</td><td>1,13</td><td>1,15</td></tr><tr><td>1,56E+05</td><td>1,28</td><td>1,30</td></tr><tr><td>2,06E+05</td><td>1,45</td><td>1,42</td></tr><tr><td>2,43E+05</td><td>1,65</td><td>1,63</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_73.png" /><figcaption>Figure 2-23 : Comparaison entre concentration réelle et concentration affichée par le CNC3007.</figcaption></figure>

La correction de l'effet de coïncidence ne reste valable que pour des niveaux réels de concentration inférieurs à $6 \cdot 10^5$ particules par cm$^3$. Au-delà de cette limite, la mesure n'est plus du tout exploitable. L'application de cette correction induit tout de même une incertitude de mesure plus importante.
2.6.4. Comparaison des concentrations mesurées avec le DMS500 et
avec le CNC3007

Afin de valider l'utilisation du DMS500 pour les mesures de concentration des comparaisons ont été réalisées entre les concentrations mesurées avec le DMS500 et avec le CNC3007. Les deux mesures ont été comparées pour l'essai 1 concernant la bougie blanche qui présente l'avantage d'avoir une granulométrie évolutive au cours du temps. En effet, dans la première partie du test (les 6 premières minutes) le mode principal de l'aérosol émis est $d_{me} = (7 \pm 1.)$ nm avec un écart type géométrique $\sigma_g = (1,4\pm0,1)$ tandis que dans la deuxième partie le mode des particules fines s'atténue au profit d'un deuxième mode à (170±20.) nm avec un écart type géométrique $\sigma_g = (1,6\pm0,4)$). Une comparaison des concentrations brutes mesurées sans aucune correction montre sur certaines périodes des écarts relatifs supérieurs à 300% alors que sur d'autres plages horaires les concentrations mesurées présentent un écart relatif moyen inférieur à 50 %. Ces écarts sont principalement dus à la différence de plage de diamètre prise en compte dans le calcul de la concentration totale. Lorsque la concentration mesurée à l'aide du DMS500 est calculée sur un domaine comparable à celle du CNC les écarts se réduisent considérablement et l'écart relatif moyen ($C_{CNC}-C_{DMS})/C_{CNC}$) tombe à 43% (Figure 2-24). Lorsque la correction de coïncidence est appliquée aux concentrations mesurées avec le CNC3007 les écarts constatés se réduisent encore. Dans la suite de l'étude les mesures de concentrations réalisées avec le DMS500 sont systématiquement comparées aux mesures du CNC3007 afin de détecter d'éventuels problèmes de fonctionnement.

<figure><img src="image_74.png" /></figure>
<figure><img src="image_75.png" /></figure>

Figure 2-24 : Comparaison des concentrations mesurées avec le DMS500 et avec le CNC3007 (Bougie blanche, essai 1 et bougie parfumée, essai 1).

### 2.6.5. Mesures avec le compteur optique Dust monitor 1.108 (GRIMM)

Les mesures de concentration pour les particules les plus grosses sont réalisées à l'aide d'un compteur optique. La plage de granulométrie mesurée est comprise entre 0,3 et 20 µm en diamètre optique. La comparaison des concentrations mesurées sur la plage commune au DMS500, à l'ELPI et au Dust Monitor 1.108 est souvent impossible car les concentrations mesurées dans le domaine de diamètre compris entre 0,3 µm et 1 µm sont souvent dans la limite de détection du DMS500 et de l'ELPI. De plus les bornes en diamètre optique, diamètre aérodynamique et en diamètre de mobilité électrique équivalente peuvent être différentes si les particules ne sont pas sphériques et si l'indice de la particule ne correspond pas à l'indice des particules utilisées pour l'étalonnage du Dust Monitor 1.108.

Le diamètre optique équivalent est défini comme le diamètre d'une particule PSL (polystyrene latex) qui diffracte la même quantité de lumière que la particule mesurée. Si l'indice de réfraction est inférieur à celui de la particule PSL (1,59), le diamètre optique équivalent est alors plus petit que le diamètre vrai de la particule.

Aucune correction des effets de coïncidence n'a été apportée au données.
### 3. Résultats des mesures de dénombrement

Pour l'ensemble des essais, le bruit de fond initial de l'enceinte a été enregistré. Et même si ce bruit était relativement faible, soit du même ordre que le bruit inhérent à l'instrument ou uniquement décelable par le compteur optique présentant la meilleure sensibilité, le bruit de fond moyen a été soustrait de la mesure. L'impact était faible mais pas forcément négligeable pour les plus grosses tailles de particules.

Les résultats sont présentés pour une densité standard de $1 g·cm^{-3}$. Aucun ajustement lié au facteur de forme n'a été apporté. Les seules corrections apportées sont la soustraction du bruit de fond moyen mentionnée plus haut, la prise en compte de l'efficacité de prélèvement et la correction des effets de coïncidence lorsqu'elle est possible pour le compteur à noyaux de condensation.

Dans les résultats qui vont suivre, la durée d'enregistrement du bruit de fond a été fixé à 50 secondes sur tous les graphiques pour des raisons d'homogénéisation de l'affichage. Autrement dit, pour l'ensemble des résultats présentés, la mise en route de la source a été réalisée après cette durée de 50 secondes et correspond au $t_0$. Les différents évènements d'une source sont déterminés à partir du $t_0$.

Compte tenu de la disponibilité des appareils, il n'a pas été possible de les rassembler systématiquement pour un essai. Ce qui a conduit à répéter les essais dans la mesure du possible de façon à avoir l'ensemble des enregistrements pour une source donnée. Notamment, l'ELPI et le DMS-500 n'ont pu être utilisés en parallèle que sur certaines sources.

Les distributions en taille des particules mesurées par l'ELPI, le DMS-500 et le compteur optique DM1.108 sont représentées simultanément pour chaque source. Cette représentation permet d'élargir la distribution de l'aérosol à une gamme de diamètre couvrant les particules ultrafines (> 5 nm) jusqu'aux grosses particules (< 20 µm). Etant donné que chaque appareil se base sur un principe de mesure différent, donc sur un diamètre équivalent différent (aérodynamique, mobilité électrique et optique), la comparaison des distributions est toute relative. Pour chaque source, la densité de l'aérosol, le facteur de forme et l'indice de réfraction peuvent s'écarter des valeurs standard (densité de 1) ou de référence (indice de réfraction des particules d'étalonnage). Pour une comparaison adéquate des données, ces différents paramètres doivent être déterminés et ajustés. Cela n'a pas été possible dans le temps imparti pour l'étude. Cet ajustement fera l'objet d'exploitation ultérieure des données. La distribution fournie par le spectromètre de mobilité électrique est prise comme référence. Les distributions fournies par l'impacteur électrique et le compteur optique sont sujettes à ajustement et doivent donc être traitées avec précaution.
**3.1. Fumée de cigarette**

Un test avec fumée de cigarette a été réalisé pour permettre de situer les sources domestiques testées par rapport à cette source de particules bien connue, contribuant majeur de la pollution particulaire intérieure, représentée par la fumée de tabac. Le DMS-500 n'était malheureusement pas disponible au moment du test. Ainsi, seules les mesures réalisées avec le CNC3007, l'ELPI et le Dust Monitor 1.108 sont disponibles pour cette source.

La combustion d'une seule cigarette avec filtre a été réalisée dans l'enceinte expérimentale. Après avoir activé le briquet pendant 5 secondes, la cigarette est allumée. L'oxygène nécessaire à son allumage est obtenue en inspirant l'air au travers d'un tuyau en silicone relié au filtre de la cigarette. La cigarette est ensuite disposée dans un cendrier où elle se consume progressivement pendant 13 minutes et 40 secondes avant d'être éteinte. La perte de matière obtenue par différence de pesée est de 0,5 grammes.

**3.1.1. Mesures avec le compteur CNC3007**

L'émission de particules présente un pic lors de l'inspiration et se stabilise au bout de 10 minutes dès lors qu'elle est disposée dans le cendrier pour se consumer lentement (Figure 3-1).

<figure><img src="image_76.png" /><figcaption>Figure 3-1 : Concentration des particules émises lors de la combustion de la cigarette (CNC 3007 corrigé des effets de coïncidence).</figcaption></figure>

**3.1.2. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI**

Le pic observé avec le CNC lors de l'inspiration d'air au travers de la cigarette est moins marqué sur l'ELPI du fait de la non prise en compte des particules < 28 nm (Figure 3-2). L'inspiration active la combustion ce qui conduit à la formation de particules plus fines mesurables avec le CNC mais pas avec l'ELPI dans notre configuration.
<figure><img src="image_77.png" /><figcaption>Figure 3-2 : Concentration des particules émises lors de la combustion de la cigarette (ELPI).</figcaption></figure>

Les différences observées entre la mesure du CNC et de l'ELPI sont illustrées à la Figure 3-3. En dehors du premier pic, les concentrations mesurées sont en accord entre les deux instruments en prenant en compte la correction des effets de coïncidence du CNC. Ce qui implique que la distribution en taille des particules émises est bien couverte par les deux instruments. L'ELPI permet d'obtenir l'évolution de la distribution en taille de particules émises au cours de la combustion de la cigarette (Figure 3-4 et Figure 3-5). La distribution est relativement constante (CMD et GMD autour de 53 et 56 nm respectivement) et peu étendue ($\sigma_g$ = 1,32 nm) (Tableau 3-1).
<figure><img src="image_78.png" /><figcaption>Figure 3-3 : Comparaison des valeurs mesurées avec le CNC3007 corrigé et l'ELPI (d_p compris entre 28 et 960 nm).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_79.png" /><figcaption>Figure 3-4 : Granulométrie des particules émises lors de la combustion de la cigarette (ELPI). D(ae) : diamètre aérodynamique.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_80.png" /><figcaption>Figure 3-5 : Distribution de la taille des particules lors de la combustion d'une cigarette (ELPI).</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-1 : Concentration totale, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens pour la cigarette (données ELPI).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="4">(39 à 8000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD(nm)</th><th>CMD(nm)</th><th>σ<sub>g</sub> (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><th>Combustion cigarette</th><td>5.84E+04</td><td>55.97</td><td>53.27</td><td>1.32</td></tr></tbody></table>

### 3.1.3. Mesures avec le compteur optique DM1.108

La mesure réalisée au compteur optique permet de mettre en avant l'émission des particules fines et grosses le plus souvent noyées dans le nombre de particules ultrafines émises. Deux pics d'émission se distinguent à l'allumage de la cigarette (par inspiration) et à l'extinction de la cigarette (Figure 3-6). Le nombre de particules fines émises est alors jusqu'à 4 fois plus important par rapport à la combustion lente de la cigarette sur le cendrier, bien que le nombre de particules ultrafines lui ne varie pas au moment de l'extinction.

La distribution des particules fines et grosses obtenue avec le compteur optique comparée à la distribution obtenue avec l'ELPI montre une bonne adéquation des résultats jusqu'à une taille de 1 µm. Il faut toutefois prêter attention au fait que les deux instruments caractérisent les particules selon des diamètres différents, optique et aérodynamique. Et par conséquent, ils ne sont pas directement transposables de l'un à l'autre. Les écarts entre les deux distributions s'accentuent fortement à partir d'un diamètre de 1 µm. Une des raisons possible réside dans le fait que les valeurs faibles mesurées avec l'ELPI sont très proche du bruit de l'appareil. Mais les valeurs observées avant l'activation de la source restent significativement autour de 0. La mesure de l'ELPI n'est vraisemblablement pas significative pour une concentration totale de particules < 100 #·cm⁻³.
Une autre hypothèse est liée à la perte par diffusion des particules ultrafines au niveau des étages supérieurs de l'ELPI, induisant un signal électrique perturbant la mesure (augmentation du bruit de fond) et du même coup une sous-estimation de la concentration de particules ultrafines au niveau des étages inférieurs. Ce phénomène est en partie pris en considération à la fois par le piégeage en amont des particules ayant un diamètre inférieur au seuil de coupure du dernier étage (< 28 nm) et par l'application d'un algorithme de correction a posteriori (au niveau de la macro utilisée pour faire les calculs, Moisio et al., 1999).

Ce comportement de l'ELPI pour les particules > 1 µm est observé sur la quasi-totalité des sources testées.

Dans ce domaine de taille (> 1000 nm), le compteur optique paraît plus fiable en terme de détection analytique avec une résolution minimale de $10^{-2} \text{ #·cm}^{-3}$.

<figure><img src="image_81.png" /><figcaption>Figure 3-6 : Concentration totale de particules émises lors de la combustion d'une cigarette mesurée avec le compteur optique DM1.108.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_82.png" /><figcaption>Figure 3-7 : Comparaison de la distribution en taille obtenue avec l'ELPI et le DM1.108 après 130 et 870 s de combustion de la cigarette.</figcaption></figure>
## 3.2. Bougie blanche

Les bougies testées sont des batonnets de pure paraffine d'environ 2 cm de diamètre et 45 grammes fabriquées en chine. Cinq tests ont été réalisés. Une seule bougie est étudiée par essai. La bougie est disposée dans un portoir en verre. Un briquet de cuisine est activé pendant 3 secondes avant d'allumer la mèche de la bougie. La bougie se consume pendant 15 minutes avant de l'éteindre en appliquant un mouvement d'air brusque qui souffle la flamme. Cette technique n'a pas immédiatement fonctionné lors du premier essai, expliquant le retard à l'extinction de la flamme. Les 4 premiers essais ont été réalisés avec la même bougie. Le cinquième utilise une bougie neuve. Une pesée des différents éléments avant et après l'essai permet d'obtenir une évaluation de la masse convertie lors de l'essai.

<figure><img src="image_83.png" /></figure>

<table><thead><tr><td></td><td>Masse brûlée (g)</td><td>Durée briquet (s)</td><td>Température enceinte (°C)</td></tr></thead><tbody><tr><td>Test 1</td><td>1.9</td><td>3</td><td>16.7</td></tr><tr><td>Test 2</td><td>1.6</td><td>3</td><td>16.7</td></tr><tr><td>Test 3</td><td>1.1</td><td>3</td><td>13.5</td></tr><tr><td>Test 4</td><td>0.9</td><td>3</td><td>13.5</td></tr><tr><td>Test 5</td><td>1.2</td><td>9</td><td>16.1</td></tr></tbody></table>

La masse brûlée tend à décroître à chaque essai sur la même bougie.

### 3.2.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation

L'évolution des concentrations corrigées des effets de coïncidence varie fortement selon les essais à la fois durant la phase de combustion de la bougie que la phase d'extinction (Figure 3-8). Il faut noter que les quatre premiers essais sont réalisés à l'aide de la même bougie qui est éteinte à la fin de chaque essai et rallumée au début de l'essai suivant. Le dernier essai a été réalisé avec une bougie neuve.

L'essai 3 présente deux phases successives d'émission de particules quasi identiques pendant la combustion de la bougie. Cette deuxième émission est liée au rallumage de la bougie pendant la combustion alors que la flamme menaçait de s'éteindre. Au regard des mesures réalisées par l'ELPI, cette deuxième émission n'est pas apparente. Ce qui implique que les particules émises sont très certainement < 28 nm, diamètre de coupure du dernier étage d'impaction de l'ELPI, ce qui est conforme à la taille des particules émises par la flamme du briquet < 10 nm.

Le pic observé lors de l'extinction est caractérisé par une première augmentation importante de particules liée directement au filet de fumée (jet initial) qui chute rapidement après quelques secondes pour réaugmenter à nouveau du fait de la diffusion rapide des particules dans le volume de l'enceinte. Ce comportement va se retrouver pour l'ensemble des sources testées présentant un jet fugace de particules (notamment les sprays).
<figure><img src="image_84.png" /><figcaption>Figure 3-8 : Concentration mesurées avec le CNC lors de la combustion et l'extinction de la bougie blanche.</figcaption></figure>

### 3.2.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

Les mesures de concentration et de granulométrie avec le DMS500 ont été réalisées sur les essais 1 et 2 (Figure 3-8). Comme pour les mesures avec le CNC, les 10 premières minutes sont marquées par une émission de particules ultrafines variable et un pic d'émission à l'extinction de la bougie.

<figure><img src="image_85.png" /><figcaption>Figure 3-9 : Concentration totales mesurées avec le DMS500. (Bougie blanche, essai 1).</figcaption></figure>
La granulométrie mesurée avec le DMS500 permet d'identifier très distinctement trois phases (Figure 3-10, Figure 3-11) :

* 1ère phase : juste après l'allumage du briquet et l'allumage de la bougie (jusqu'à 7 minutes après l'allumage du briquet).

* 2ème phase : entre 7 minutes après l'allumage du briquet et l'extinction de la bougie

* 3ème phase : après l'extinction de la bougie.

Dans la première phase on observe un mode prépondérant de particules ultrafines aux alentours de 7 nm et l'apparition progressive d'un deuxième mode proche de 170 nm.

Dans la deuxième phase le mode des particules ultrafines disparaît presque totalement tandis que le deuxième mode s'amplifie. Puis dans la dernière phase, deux modes apparaissent simultanément autour de 15 nm et 130 nm. Les résultats obtenus sont synthétisés dans le tableaux 4-1.

<figure><img src="image_86.png" /><figcaption>Figure 3-10 : Granulométrie mesurée au DMS. (Bougie blanche, essai 1).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_87.png" /><figcaption>Figure 3-11 : Granulométrie mesurée au DMS. (Bougie blanche, essai 2).</figcaption></figure>
L'émission la plus importante de particules est liée à la phase de combustion initiale avec un mode à 8 nm.

<figure><img src="image_88.png" /><figcaption>Figure 3-12 : Distributions caractéristiques des particules émises par la bougie blanche (essai 1).</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-2 : Concentration totale, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens pour la bougie blanche (DMS-500).</caption><thead><tr><th></th><th colspan="6">Essai 1</th><th colspan="6">Essai 2</th></tr><tr><th></th><th colspan="4">(5 - 50 nm)</th><th colspan="4">(50 - 1000 nm)</th><th colspan="4">(50 - 1000 nm)</th></tr><tr><th></th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>1<sup>ère</sup> phase : combustion initiale</td><td>2.43E+05</td><td>8.42</td><td>1.39</td><td>8.04</td><td>4.55E+03</td><td>171.72</td><td>1.55</td><td>181.79</td><td>1.70E+05</td><td>7.99</td><td>1.35</td><td>7.66</td></tr><tr><td>2<sup>ème</sup> phase : combustion</td><td>7.32E+03</td><td>18.16</td><td>1.90</td><td>17.77</td><td>1.57E+04</td><td>137.59</td><td>1.62</td><td>143.80</td><td>3.62E+03</td><td>13.51</td><td>2.01</td><td>12.04</td></tr><tr><td></td><td colspan="4">(5 - 80 nm)</td><td colspan="4">(80 - 1000 nm)</td><td colspan="4">(80 - 1000 nm)</td></tr><tr><td>3<sup>ème</sup> phase : extinction</td><td>3.78E+04</td><td>20.32</td><td>1.90</td><td>19.54</td><td>1.47E+04</td><td>185.24</td><td>1.67</td><td>176.82</td><td>9.37E+04</td><td>14.94</td><td>1.86</td><td>13.90</td></tr></tbody></table>
### 3.2.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

La concentration totale mesurée avec l'ELPI reste relativement stable durant la combustion avec un pic d'émission qui se démarque lors de l'extinction de la bougie (Figure 3-13). L'essai 4 se différencie des autres essais en termes de concentrations totales en particules émises lors de la combustion. Les granulométries des essais 3, 4 et 5 ne montrent qu'une partie de la distribution (Figure 3-14, Figure 3-15 et Figure 3-16). Du fait que l'instrument ne mesure qu'à partir de 28 nm. Le mode principal de particules associée à la combustion initiale de la bougie est donc peu représenté.

<figure><img src="image_89.png" /><figcaption>Figure 3-13 : Concentration totales mesurées avec l'ELPI. (Bougie blanche).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_90.png" /><figcaption>Figure 3-14 : Granulométrie mesurée avec l'ELPI (Bougie blanche, test 3).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_91.png" /><figcaption>Figure 3-15 : Granulométrie mesurée avec l'ELPI (Bougie blanche, test 4).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_92.png" /><figcaption>Figure 3-16 : Granulométrie mesurée avec l'ELPI (Bougie blanche, test 5).</figcaption></figure>

### 3.2.4. Mesures avec le compteur optique Dust Monitor 1.108

La bougie émet très peu de particules supérieures à 0,3 µm avant sont extinction (en moyenne 20 #.cm⁻³). Au moment de l'extinction un pic est observé à 10³-10⁴ #.cm⁻³ (Figure 3-17). La distribution en taille lors de la combustion est dominée par les particules les plus fines (0,3 µm optique) avec très peu de particules supérieures à 1 µm (Figure 3-18). Cette distribution complète bien les données de l'analyseur à mobilité électrique DMS500. Lors de l'extinction de la flamme, les niveaux de concentrations sont proches de ceux trouvés dans les tailles correspondantes par le DMS500 (essai 1) ou l'ELPI (essai 2). Le compteur optique permet par contre de mettre en évidence un autre mode de particules associée à l'extinction autour de 1300 nm. La concentration de particules associée est faible et ce mode est très peu marqué au niveau de l'ELPI.
<figure><img src="image_93.png" /><figcaption>Figure 3-17 : Concentrations mesurées au DUST MONITOR 1.108 pour différentes plages de granulométrie (Bougie blanche).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_94.png" /><figcaption>Figure 3-18 : Distribution en taille des particules émises en début de combustion de la bougie blanche (essai 1), mesurées par le DMS500 et le compteur optique DM1.108.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_95.png" /><figcaption>Figure 3-19 : Distribution en taille des particules émises lors de l'extinction de la bougie blanche, mesurées par le DMS500 et le compteur optique DM1.108 (essai 1) et l'ELPI et le compteur optique (essai 3).</figcaption></figure>
## 3.3. Bougie parfumée

Les bougies testées sont des bougies parfumées "Mûres et épices" fabriquées au Pays Bas. La cire solide comprenant de 1 à 5% en poids de parfum est contenue dans un récipient en verre en forme de bol. Le tout pèse initialement 245 grammes. Cinq tests ont été réalisés. Une seule bougie est étudiée par essai. Un briquet de cuisine est activé pendant 3 secondes avant d'allumer la mèche de la bougie. La bougie se consume pendant 15 minutes avant de l'éteindre en appliquant un mouvement d'air brusque qui souffle la flamme. Les 5 essais ont été réalisés avec la même bougie. Une pesée avant et après l'essai permet d'obtenir une évaluation de la masse convertie lors de l'essai.

<figure><img src="image_96.png" /></figure>

<table><thead><tr><th></th><th>Masse brûlée (g)</th><th>Durée briquet (s)</th><th>Température enceinte (°C)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Test 1</td><td>1.1</td><td>3</td><td>18.6</td></tr><tr><td>Test 2</td><td>1.1</td><td>3</td><td>18.6</td></tr><tr><td>Test 3</td><td>1.1</td><td>3</td><td>18.6</td></tr><tr><td>Test 4</td><td>1.5</td><td>8</td><td>16.1</td></tr><tr><td>Test 5</td><td>1.1</td><td>8</td><td>16.1</td></tr></tbody></table>

La masse brûlée est à peu près constante à chaque essai successif.

### 3.3.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation

Les concentrations ont été mesurées avec le CNC pour les 5 tests (Figure 3-20). Un pic d'émission de particules est observée dès les premières minutes de la combustion. Cette émission décroît plus la combustion avance. Lors de l'extinction, le pic d'émission de particules est peu ou très marqué selon les essais.

<figure><img src="image_97.png" /><figcaption>Figure 3-20 : Comparaison des concentrations corrigées observées avec le CNC (Bougie parfumée).</figcaption></figure>
3.3.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

Les mesures de concentration et de granulométrie avec le DMS500 ont été réalisées sur les 3 premiers essais. La Figure 3-21 montre la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000nm) pour les trois essais. Le premier essai émet plus de particules que les deux autres qui restent bien reproductibles entre eux.

<figure><img src="image_98.png" /><figcaption>Figure 3-21 : Comparaison des concentrations totales mesurées avec le DMS 500 (bougie parfumée).</figcaption></figure>

Les mesures de granulométrie avec le DMS500 montrent très clairement deux phases (Figure 3-22, Figure 3-23 et Figure 3-24) :

* 1ère phase : entre l'allumage du briquet et l'extinction de la bougie.

* 2ème phase : après l'extinction de la bougie.

Dans la première phase on observe un mode prépondérant de fines particules aux alentours de 8 nm. Dans la deuxième phase, trois modes apparaissent simultanément autour de 8, 25 et 280 nm. Les résultats obtenus sont synthétisés dans le tableau 4-3.
<figure><img src="image_99.png" /><figcaption>Figure 3-22 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Bougie parfumée, essai 1).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_100.png" /><figcaption>Figure 3-23 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Bougie parfumée, essai 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_101.png" /><figcaption>Figure 3-24 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Bougie parfumée, essai 3).</figcaption></figure>
<table><caption>Tableau 3-3 : Concentration, GMD, CMD et σg moyens sur la bougie parfumée.</caption><thead><tr><th colspan="5">Essai 1</th><th colspan="4">Essai 2</th><th colspan="4">Essai 3</th></tr><tr><th colspan="5">(5 - 50 nm)</th><th colspan="4">(50 - 1000 nm)</th><th colspan="4">(50 - 1000 nm)</th></tr><tr><th></th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>1<sup>ère</sup> phase : combustion</td><td>8.15E+05</td><td>7.78</td><td>1.29</td><td>7.59</td><td>1.16E-01</td><td>542.13</td><td>1.38</td><td>492.85</td><td>4.29E+05</td><td>7.63</td><td>1.33</td><td>7.28</td></tr><tr><td rowspan="3">2<sup>ème</sup> phase : extinction</td><td colspan="5">(5 - 15 nm)</td><td colspan="4">(15 - 100 nm)</td><td colspan="4">(15 - 100 nm)</td></tr><tr><td>3.15E+05</td><td>7.60</td><td>1.30</td><td>7.33</td><td>4.37E+04</td><td>25.01</td><td>1.53</td><td>22.49</td><td>1.06E+05</td><td>6.71</td><td>1.21</td><td>6.53</td></tr><tr><td colspan="5">(100 - 1000 nm)</td><td colspan="4"></td><td colspan="4"></td></tr><tr><td></td><td>8.09E+03</td><td>241.79</td><td>1.62</td><td>235.37</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>6.85E+03</td><td>271.30</td><td>1.64</td><td>276.20</td></tr><tr><th colspan="5">Essai 2</th><th colspan="4">Essai 3</th><th colspan="4">Essai 3</th></tr><tr><th colspan="5">(5 - 50 nm)</th><th colspan="4">(50 - 1000 nm)</th><th colspan="4">(50 - 1000 nm)</th></tr><tr><th></th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr><tr><td>1<sup>ère</sup> phase : combustion</td><td>4.29E+05</td><td>7.63</td><td>1.33</td><td>7.28</td><td>3.53E+01</td><td>264.08</td><td>1.46</td><td>243.93</td><td>4.13E+05</td><td>7.40</td><td>1.29</td><td>7.15</td></tr><tr><td rowspan="3">2<sup>ème</sup> phase : extinction</td><td colspan="5">(5 - 15 nm)</td><td colspan="4">(15 - 100 nm)</td><td colspan="4">(15 - 100 nm)</td></tr><tr><td>1.06E+05</td><td>6.71</td><td>1.21</td><td>6.53</td><td>8.11E+03</td><td>34.12</td><td>1.60</td><td>32.54</td><td>1.73E+05</td><td>7.35</td><td>1.30</td><td>7.00</td></tr><tr><td colspan="5">(100 - 1000 nm)</td><td colspan="4"></td><td colspan="4"></td></tr><tr><td></td><td>6.85E+03</td><td>271.30</td><td>1.64</td><td>276.20</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>6.40E+03</td><td>278.05</td><td>1.66</td><td>291.57</td></tr></tbody></table>

Les particules issues du mode de nucléation homogène (7-8 nm) restent prépondérantes durant l'ensemble de l'essai (Figure 3-25).
<figure><img src="image_102.png" /><figcaption>Figure 3-25 : Distributions caractéristiques des particules émises par la bougie parfumée (essai 3).</figcaption></figure>

### 3.3.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

L'ELPI a été utilisé sur les essais 4 et 5. Les concentrations totales obtenues sont dominées par un pic d'émission lors de l'extinction de la flamme 10 fois plus élevée que la concentration mesurée lors de la combustion (Figure 3-26).

<figure><img src="image_103.png" /><figcaption>Figure 3-26 : Comparaison des concentrations totales mesurées par l'ELPI.</figcaption></figure>
Comme avec la bougie blanche, le mode prépondérant de particules émis par la bougie parfumée n'est pas ou peu visible avec l'ELPI. Les deux autres modes associées à l'extinction de la flamme sont mesurées par l'ELPI (Figure 3-27, Figure 3-28).

<figure><img src="image_104.png" /><figcaption>Figure 3-27 : Granulométrie mesurée avec l'ELPI (Bougie parfumée, essai 4).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_105.png" /><figcaption>Figure 3-28 : Granulométrie mesurée avec l'ELPI (Bougie parfumée, essai 5).</figcaption></figure>
### 3.3.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Le compteur optique ne détecte quasiment aucune particule lors de la combustion (concentration totale < 0,1 \#·cm⁻³). Un pic de concentration est observé lors de l'extinction avec une valeur maximale comprise entre 3·10³ à 7·10³ \#·cm⁻³ (Figure 3-29). La distribution en taille des particules reste assez homogène d'un instrument à l'autre malgré les différents diamètres considérés (mobilité électrique, aérodynamique et optique). Un autre mode de particules centré autour de 1300 nm apparaît également lors de l'extinction de la bougie parfumée (Figure 3-30).

<figure><img src="image_106.png" /><figcaption>Figure 3-29 : Concentrations totales mesurées avec le DM1.108 (Bougie parfumée).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_107.png" /><figcaption>Figure 3-30 : Distribution en taille des particules émises lors de l'extinction de la bougie parfumée, mesurées par le DMS500, l'ELPI et le compteur optique DM1.108.</figcaption></figure>
## 3.4. Encens pin

La combustion d'un bâtonnet d'encens aromatisé au pin fabriqué en France a été testée quatre fois. Le bâtonnet est disposé dans un portoir adapté au milieu de l'enceinte. Un briquet de cuisine permet d'initier la combustion de l'encens. La flamme est rapidement soufflée pour permettre la combustion lente de l'encens générant la fumée caractéristique. L'essai dure jusqu'à la combustion complète (environ 50 minutes). L'encens est pesé avant et après (cendres comprises) pour déterminer la perte de matière (Tableau 3-4). La combustion de l'encens n'a pas induit de modification de la température de l'enceinte.

<figure><img src="image_108.png" /></figure>

<table><caption>Tableau 3-4 : Masse intiale et pertes de matières des encens testés.</caption><thead><tr><td></td><td>Température de l'enceinte (°C)</td><td>Masse initiale du bâtonnet (g)</td><td>Perte de matière (g)</td></tr></thead><tbody><tr><td>Essai 1</td><td>19,4</td><td>1.3</td><td>1.1</td></tr><tr><td>Essai 2</td><td>19,1</td><td>1.3</td><td>1.1</td></tr><tr><td>Essai 3</td><td>16,2</td><td>1.5</td><td>1.3</td></tr><tr><td>Essai 4</td><td>15,8</td><td>1.4</td><td>1.2</td></tr></tbody></table>

### 3.4.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation

Les concentrations mesurées, corrigées des effets de coïncidence restent constantes et reproductibles d'un essai à l'autre quelques minutes après l'initiation de la combustion du bâtonnet (Figure 3-31). Selon les bâtonnets, le temps de combustion peut légèrement varié.

<figure><img src="image_109.png" /><figcaption>Figure 3-31: Mesures corrigées de particules émises lors de la combustion de l'encens avec le CNC3007.</figcaption></figure>
3.4.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

La Figure 3-32 montrent la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000 nm) pour les deux premiers essais. Comme pour le CNC, la concentration mesurée reste stable durant la combustion de l'encens. L'écart moyen entre les concentrations est de 14 % pour des temps compris entre 200 et 3500 s. L'écart observé entre le CNC corrigé des effets de coïncidence et le DMS500 dans la plage 10-1000 nm est de l'ordre de 30% pour les essais encens (Figure 3-33).

<figure><img src="image_110.png" /><figcaption>Figure 3-32 : Comparaison des concentrations totales mesurées lors des tests 1 et 2 (Encens pin).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_111.png" /><figcaption>Figure 3-33: Comparaison des données du CNC3007 avec le DMS500 [10-1000 nm] – encens pin (essai 1).</figcaption></figure>

Les mesures de granulométrie avec le DMS500 sont présentées pour les tests 2 et 3 (Figure 3-34/Figure 3-35/Figure 3-36). Les résultats obtenus sont synthétisés dans le Tableau 3-5. La combustion de l'encens produit un aérosol bimodal autour de 45-50 nm et autour de 160 nm (prépondérant)

<figure><img src="image_112.png" /><figcaption>Figure 3-34 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Encens pin, essai 1).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_113.png" /><figcaption>Figure 3-35 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Encens pin, essai 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_114.png" /><figcaption>Figure 3-36 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Encens pin, essai 2).</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-5 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (Encens pin).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">(5 - 80 nm)</th><th colspan="3">(80 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th></tr></thead><tbody><tr><td>Combustion encens 1</td><td>5.49E+04</td><td>45.15</td><td>1.55</td><td>1.16E+05</td><td>163.79</td><td>1.52</td></tr><tr><td>Combustion encens 2</td><td>5.47E+04</td><td>46.37</td><td>1.52</td><td>1.31E+05</td><td>159.62</td><td>1.48</td></tr></tbody></table>
### 3.4.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

La concentration totale mesurée lors de la combustion de l'encens reste stable tout au long de l'essai et reproductible d'un essai à l'autre (Figure 3-37). Les particules émises sont dans le domaine de taille de l'ELPI (Figure 3-38, Figure 3-39). Si bien que la concentration totale observée est proche des données du DMS500 ou du CNC3700.

<figure><img src="image_115.png" /><figcaption>Figure 3-37 : Concentrations totales de particules émises lors de la combustion de l'encens pin mesurées avec l'ELPI.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_116.png" /><figcaption>Figure 3-38 : Evolution de la distribution en taille des particules émises lors de la combustion de l'encens pin mesurées avec l'ELPI (gamme $10^1$ à $10^6$ dN/dlogdp/cm$^3$). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 3.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_117.png" /><figcaption>Figure 3-39 : Evolution de la distribution en taille des particules émises lors de la combustion de l'encens pin mesurées avec l'ELPI (gamme 10¹ à 10⁶ dN/dlogdₚ/cm³). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 4.</figcaption></figure>

### 3.4.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Le compteur optique présente plus de variation selon les essais, mais c'est aussi une question d'échelle par rapport aux autres instruments. Les concentrations totales restent stables et comprises entre 6000 et 10000 #·cm⁻³ (Figure 3-40).

La comparaison des granulométries mesurées avec le DMS500, l'ELPI et le compteur optique DM1.108 est satisfaisante dans le domaine compris entre 100 et 800 nm (Figure 3-41). Au-dessous, l'ELPI sous-estime les concentrations observées avec le DMS500 pris comme référence. Au-dessus de 800 nm, les limites du DMS500 sont atteintes. Les valeurs mesurées dans le domaine 800 – 1000 ne sont pas fiables et très voisines du bruit de fond de l'instrument. Au-dessus de 1000 nm, les données fournies par l'ELPI sont systématiquement surestimées pour les raisons évoqués précédemment et de ce fait peu fiables. La seule référence possible dans ce domaine est le compteur optique. Ce dernier permet de mettre en évidence un autre mode centré sur 1000 nm mais qui ne représente que très peu de particules par rapport à l'emission prépondérante.
<figure><img src="image_118.png" /><figcaption>Figure 3-40 : Concentrations totales de particules émises lors de la combustion de l'encens pin mesurées avec le compteur optique DM1.108.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_119.png" /><figcaption>Figure 3-41 : Distribution en taille des particules émises lors de la combustion de l'encens, mesurées par le DMS500, l'ELPI et le compteur optique DM1.108.</figcaption></figure>
## 3.5. Encens fruité

Un autre batonnet d'encens senteur "fruits des sentiers" (parfum de synthèse fabriqué en Thaïlande) est testé quatre fois. Comme précédemment, le bâtonnet est disposé dans un portoir adapté au milieu de l'enceinte. Un briquet de cuisine permet d'initier la combustion de l'encens (environ 5 s). La flamme est rapidement soufflée pour permettre la combustion lente de l'encens générant la fumée caractéristique. L'essai dure jusqu'à la combustion complète (environ 50 minutes). L'encens est pesé avant et après (cendres comprises) pour déterminer la perte de matière. La combustion de l'encens n'a pas induit de modification de la température de l'enceinte.

<figure><img src="image_120.png" /></figure>

<table><caption>Tableau 3-6 : Masse intiale et pertes de matières des bâtonnets d'encens testés.</caption><thead><tr><td></td><td>Température de l'enceinte (°C)</td><td>Masse initiale du bâtonnet (g)</td><td>Perte de matière (g)</td></tr></thead><tbody><tr><td>Essai 1</td><td>19,2</td><td>1.1</td><td>1.0</td></tr><tr><td>Essai 2</td><td>20,0</td><td>1.4</td><td>1.2</td></tr><tr><td>Essai 3</td><td>13,4</td><td>1</td><td>0.9</td></tr><tr><td>Essai 4</td><td>14,2</td><td>1</td><td>0.9</td></tr></tbody></table>

### 3.5.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation

De façon similaire à l'encens pin, le niveau de concentration mesuré dans l'enceinte demeure stable tout au long de la combustion de l'encens fruité (Figure 3-42). La variabilité du temps de combustion en fonction du bâtonnet est plus marquée pour cette qualité d'encens.
<figure><img src="image_121.png" /><figcaption>Figure 3-42 : Concentration de particules émises par la combustion de l'encens fruité (mesures CNC3007 corrigées).</figcaption></figure>

### 3.5.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

La Figure 3-43 montre la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000 nm) pour les deux premiers essais. L'écart moyen entre les concentrations est de 7% pour des temps compris entre 500 et 3000 s.

<figure><img src="image_122.png" /><figcaption>Figure 3-43 : Comparaison des concentrations totales mesurées lors des essais 1 et 2 (Encens fruité).</figcaption></figure>
Les résultats obtenus exprimés en granulométrie sont synthétisés dans les Figure 3-44, Figure 3-45, Figure 3-46 et le Tableau 3-7. Hormis les premières minutes, la distribution en taille des particules ne varie pas tout au long de la combustion de l'encens. La distribution apparaît être monomodale centrée sur un diamètre autour de 100 nm.

<figure><img src="image_123.png" /><figcaption>Figure 3-44 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Encens fruité, essai 1).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_124.png" /><figcaption>Figure 3-45 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Encens fruité, essai 2)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_125.png" /><figcaption>Figure 3-46 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Encens fruité, essai 2).</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-7 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (Encens fruité).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Combustion encens 1</td><td>1.47E+05</td><td>94.92</td><td>1.70</td><td>97.60</td></tr><tr><td>Combustion encens 2</td><td>1.55E+05</td><td>89.27</td><td>1.69</td><td>91.09</td></tr></tbody></table>

### 3.5.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

Les essais 3 et 4 présentent des écarts importants en concentrations totales de particules mesurées par l'ELPI (Figure 3-47). L'essai 4 présente des niveaux de particules fines (> 0,3 µm) plus élevée que l'ensemble des autres essais (voir les données du compteur optique Figure 3-50) bien que le CNC montre des niveaux comparables (Figure 3-42).

En terme de distribution en taille des particules, l'ELPI couvre l'essentiel des particules émises hormis les plus fines (< 28 nm) lesquelles ne sont pas complètement négligeables pour cet encens (Figure 3-48, Figure 3-49).
<figure><img src="image_126.png" /><figcaption>Figure 3-47 : Concentrations totales de particules émises lors de la combustion de l'encens fruité mesurées avec l'ELPI.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_127.png" /><figcaption>Figure 3-48 : Evolution de la distribution en taille des particules émises lors de la combustion de l'encens fruité mesurées avec l'ELPI (gamme 10¹ à 10⁶ dN/dlogdp/cm³). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 3.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_128.png" /></figure>

Figure 3-49 : Evolution de la distribution en taille des particules émises lors de la combustion de l'encens fruité mesurées avec l'ELPI (gamme 10¹ à 10⁶ dN/dlogdₚ/cm³). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 4.

### 3.5.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Mis à part l'essai 4, le compteur optique mesure un niveau de concentrations en particules comprises entre 0,3 et 20 µm stable autour de 1800 #·cm⁻³ lors de la combustion de l'encens fruité (Figure 3-50).

<figure><img src="image_129.png" /></figure>

Figure 3-50 : Concentrations totales de particules émises lors de la combustion de l'encens fruité mesurées avec le compteur optique DM1.108.
En associant les distributions en taille de particules issues du DMS500, de l'ELPI et du DM1.108, l'étendue complète de l'aérosol associé à la combustion de l'encens fruité peut être visualisée (Figure 3-51), sous réserve des différentes hypothèses liées à la densité de l'aérosol et à la différence physique dans les diamètres considérés selon les instruments. Les particules émises sont comprises entre 12 nm (mobilité électrique) et 2,5 µm (optique).

Contrairement à l'encens pin, aucun autre mode n'apparaît au-delà de 1 µm de diamètre.

<figure><img src="image_130.png" /><figcaption>Figure 3-51 : Distribution en taille des particules émises lors de la combustion de l'encens fruité, mesurées par le DMS500, l'ELPI et le compteur optique DM1.108.</figcaption></figure>
## 3.6. Spray désodorisant bleu

Les sprays ou bombes aérosols sont des solutions liquides maintenues à haute pression dans des récipients métalliques. Un gaz propulseur sous forme liquide est présent avec la solution à nébuliser. Actionner l'enclencheur diminue la pression et libère le gaz qui s'évapore entraînant la solution à nébuliser.

Un spray désodorisant d'intérieur grand public, action 2 en 1 (désodorise et parfume), a été testé dans l'enceinte expérimentale comme source émettrice de particules. Peu d'informations sont disponibles à son sujet, mis à part la présence de parfum de synthèse senteur "cascade".

<figure><img src="image_131.png" /></figure>

Le scénario d'utilisation comprend une phase d'agitation du spray d'environ 3 secondes, et une phase d'émission de l'aérosol en exerçant une pression maximale sur l'enclencheur pendant 3 secondes. Le jet est dirigé vers le haut. La durée de pression a été jugée représentative d'un usage non exhaustif du spray. En pratique, cette durée est fonction de l'utilisateur. Toutefois, l'hypothèse que le taux d'émission de particules reste constant quelque soit la durée du jet reste plausible. Le spray est pesé systématiquement avant et après utilisation pour déterminer la masse de matière libérée.

<table><thead><tr><th>Masse initiale (g)</th><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th><th>Essai 4</th><th>Essai 5</th></tr></thead><tbody><tr><td>Bombe aérosol</td><td>312.8</td><td>311.8</td><td>310.5</td><td>308.2</td><td>303.5</td></tr><tr><td>Perte de matière (g)</td><td>1.0</td><td>1.3</td><td>2.3</td><td>4.7</td><td>4.2</td></tr></tbody></table>

### 3.6.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation

Actionner l'enclencheur libère immédiatement un jet de particules dont la concentration varie de $1,5 \text{ à } 3,5 \cdot 10^5 \text{ #}\cdot\text{cm}^{-3}$ (Figure 3-52). Le pic initial de concentration correspond à la concentration de particules dans le jet. Dans le même temps, des particules diffusent du jet vers le volume libre de l'enceinte et alors que le jet s'arrête et que la concentration mesurée chute, les particules ayant diffusées dans l'enceinte parviennent au point de prélèvement entraînant à nouveau un second pic modéré de concentrations en particules. Ce phénomène est d'autant plus marqué que le pas d'échantillonnage est rapide. Il est présent sur tous les instruments et pour tous les essais sprays.
<figure><img src="image_132.png" /><figcaption>Figure 3-52 : Concentrations corrigées des particules émises par le spray désodorisant bleu (CNC).</figcaption></figure>

### 3.6.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

La Figure 3-53 montre la concentration totale de particules mesurées avec le DMS500 (5 nm à 1000 nm) pour les trois premiers essais. La concentration au pic initial est variable de 2 à $7 \cdot 10^5 \text{ #·cm}^{-3}$ et dépend surtout de l'intensité et l'orientation de la pression exercée sur l'enclencheur, comme en témoigne la masse libérée selon les essais (page précédente).

<figure><img src="image_133.png" /><figcaption>Figure 3-53 : Comparaison des concentrations totales mesurées avec le spray désodorisant bleu.</figcaption></figure>
Les mesures de granulométrie avec le DMS500 sont présentées pour les essais 1, 2 et 3 (Figure 3-54, Figure 3-55, Figure 3-56, Figure 3-57). Les résultats obtenus sont synthétisés dans le Tableau 3-8. La distribution est plutôt bimodale avec un mode prépondérant centré sur 15 nm et un mode autour de 100 nm.

<figure><img src="image_134.png" /><figcaption>Figure 3-54 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (spray désodorisant bleu, essai 1).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_135.png" /><figcaption>Figure 3-55 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (spray désodorisant bleu, essai 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_136.png" /><figcaption>Figure 3-56 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (spray désodorisant bleu, essai 3).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_137.png" /><figcaption>Figure 3-57 : Distribution observée avec le DMS500 (spray désodorisant bleu, essai 1).</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-8 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (spray désodorisant bleu).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="4">(5 - 60 nm)</th><th colspan="4">(60 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Spray désodorisant bleu 1</td><td>7.27E+04</td><td>15.08</td><td>1.66</td><td>14.48</td><td>4.31E+03</td><td>111.33</td><td>1.68</td><td>97.83</td></tr><tr><td>Spray désodorisant bleu 2</td><td>8.21E+04</td><td>15.17</td><td>1.67</td><td>14.60</td><td>3.91E+03</td><td>104.64</td><td>1.65</td><td>90.90</td></tr><tr><td>Spray désodorisant bleu 3</td><td>5.91E+04</td><td>16.65</td><td>1.76</td><td>15.67</td><td>1.15E+04</td><td>114.86</td><td>1.69</td><td>101.34</td></tr></tbody></table>

### 3.6.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

Les mesures avec l'ELPI ont été réalisées avec les essais 4 et 5 et sont reproductibles (Figure 3-58). Les granulométries observées ne prennent pas en considération le mode prépondérant autour de 15 nm (Figure 3-59, Figure 3-60), ce qui explique le niveau moindre observé en concentration totale.
<figure><img src="image_138.png" /><figcaption>Figure 3-58 : Concentrations totales de particules émises par le spray désodorisant bleu mesurées avec l'ELPI.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_139.png" /><figcaption>Figure 3-59 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par le spray désodorisant bleu avec l'ELPI (gamme $10^0$ à $10^5$ dN/dlogd$_p$/cm$^3$). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 4.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_140.png" /></figure>

Figure 3-60 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par le spray désodorisant bleu avec l'ELPI (gamme 10⁰ à 10⁵ dN/dlogdₚ /cm³). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 5.

### 3.6.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Le compteur optique présente les mêmes profils de concentration que les autres instruments mais avec des niveaux de concentration compris entre 500 à 3500 #·cm⁻³ (Figure 3-61). Cette variabilité est également liée au pas d'échantillonnage de 6 secondes pour le DM1.108, mal adapté pour la caractérisation du jet.

<figure><img src="image_141.png" /></figure>

Figure 3-61 : Concentrations totales de particules émises par le spray désodorisant bleu (DM1.108).
La gamme de particules émis par le spray désodorisant bleu s'étend de 5 nm à 10 µm en associant les granulométries du DMS500, de l'ELPI et du compteur optique DM1.108 (Figure 3-62). En effet, le compteur optique permet de mettre en évidence un autre mode autour de 2500 nm.

<figure><img src="image_142.png" /><figcaption>Figure 3-62 : Distribution en taille des particules émises par le spray désodorisant bleu, mesurées par le DMS500, l'ELPI et le compteur optique DM1.108.</figcaption></figure>
## 3.7. Spray désodorisant jaune

Un autre spray désodorisant d'intérieur grand public, action 2 en 1 (neutralise et parfume), a été testé dans l'enceinte expérimentale comme source émettrice de particules. Outre la part de parfum partiellement de synthèse senteur "zeste d'agrumes", le spray utilise comme gaz propulseur un mélange d'isobutane 20-30% et de propane 1-10%.

<figure><img src="image_143.png" /></figure>

Le scénario d'utilisation comprend une phase d'agitation du spray d'environ 3 secondes, et une phase d'émission de l'aérosol en exerçant une pression maximale sur l'enclencheur pendant 3 secondes. Le jet est dirigé vers le haut. La durée de pression a été jugée représentative d'un usage non exhaustif du spray. En pratique, cette durée est fonction de l'utilisateur. Toutefois, l'hypothèse que le taux d'émission de particules reste constant quelque soit la durée du jet reste plausible. Le spray est pesé systématiquement avant et après utilisation pour déterminer la masse de matière libérée.

<table><thead><tr><th>Masse initiale (g)</th><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th><th>Essai 4</th></tr></thead><tbody><tr><td>Bombe aérosol</td><td>303.9</td><td>299.6</td><td>295.3</td><td>291.2</td></tr><tr><td>Perte de matière (g)</td><td>4.3</td><td>4.3</td><td>4.1</td><td>4.5</td></tr></tbody></table>

### 3.7.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation

Les 4 essais réalisés sont bien répétables (Figure 3-63). Trois d'entre eux présentent des pics de concentration compris entre 4 et $4,5 \cdot 10^5 \text{ #}\cdot\text{cm}^{-3}$. L'essai 3 quant à lui n'atteint qu'une concentration maximale de $2 \cdot 10^5 \text{ #}\cdot\text{cm}^{-3}$. Le même phénomène que celui observé pour le spray désodorisant bleu, à savoir présence d'un pic initial et secondaire, est également présent. Le pic secondaire se retrouve à un niveau proche de $1 \cdot 10^5 \text{ #}\cdot\text{cm}^{-3}$ et suit la même décroissance quelque soit l'essai.

<figure><img src="image_144.png" /><figcaption>Figure 3-63 : Concentration totale corrigée de particules libérées par le spray désodorisant jaune (données CNC).</figcaption></figure>
3.7.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

Le spectromètre à mobilité électrique a été utilisé sur les deux premiers essais et montre des niveaux maximum compris entre 7 et $9 \cdot 10^5 \text{ #·cm}^{-3}$ (Figure 3-64).

<figure><img src="image_145.png" /><figcaption>Figure 3-64 : Concentrations totales de particules émises par le spray désodorisant jaune (DMS500).</figcaption></figure>

Les mesures de granulométrie avec le DMS500 sont présentées pour les essais 1 et 2 (Figure 3-65, Figure 3-66, Figure 3-67). Les résultats obtenus sont synthétisés dans le Tableau 3-9. La distribution est trimodale avec deux modes principaux très proches (13 et 35 nm) et le dernier autour de 90-100 nm.

<figure><img src="image_146.png" /><figcaption>Figure 3-65 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Spray désodorisant jaune, test 1).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_147.png" /><figcaption>Figure 3-66 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Spray désodorisant jaune, test 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_148.png" /><figcaption>Figure 3-67 : Distribution caractéristiques mesurée avec le DMS500 (Spray désodorisant jaune, test 1).</figcaption></figure>
<table><caption>Tableau 3-9 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (spray désodorisant jaune – durant jet puis 1 min).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">(5 - 25 nm)</th><th colspan="3">(25 - 55 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th></tr></thead><tbody><tr><td>Spray désodorisant jaune 1</td><td>7.54E+04</td><td>13.18</td><td>1.47</td><td>3.83E+04</td><td>35.99</td><td>1.25</td></tr><tr><td>Spray désodorisant jaune 2</td><td>8.23E+04</td><td>13.23</td><td>1.47</td><td>4.47E+03</td><td>35.25</td><td>1.25</td></tr></tbody></table><table><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">(55 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th></tr></thead><tbody><tr><td>Spray désodorisant jaune 1</td><td>2.54E+04</td><td>94.16</td><td>1.57</td></tr><tr><td>Spray désodorisant jaune 2</td><td>2.98E+03</td><td>98.41</td><td>1.61</td></tr></tbody></table>

### 3.7.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

L'impacteur électrique a été utilisé sur les essais 3 et 4. Les résultats obtenus sont présentés à la Figure 3-68. La gamme de particules détectée par l'instrument ne s'étend pas aux particules ultrafines et de ce fait les concentrations totales observées sont sensiblement inférieures à celles mesurées par la CNC3007 ou le DMS500.

<figure><img src="image_149.png" /><figcaption>Figure 3-68 : Concentrations totales de particules émises mesurées avec l'ELPI par le spray désodorisant jaune.</figcaption></figure>

Les granulométries observées (Figure 3-69, Figure 3-70) montrent que l'ELPI n'est pas adapté pour ce type de source. En effet, seul le dernier mode (autour de 90-100 nm) est bien représenté. Les deux modes ultrafins principaux ne sont pas pris en considération.
<figure><img src="image_150.png" /></figure>

Figure 3-69 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par le spray désodorisant jaune avec l'ELPI (gamme 10⁰ à 10⁵ dN/dlogdₚ/cm³). D(ae) : diamètre aérodynamique (Essai 4).

<figure><img src="image_151.png" /></figure>

Figure 3-70 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par le spray désodorisant jaune avec l'ELPI (gamme 10⁰ à 10⁵ dN/dlogdₚ/cm³). D(ae) : diamètre aérodynamique (Essai 5).

### 3.7.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

La Figure 3-71 présente le niveau de concentration des particules émises par le spray désodorisant jaune et mesurées par le compteur optique. Le même profil de concentration est observée par rapport aux autres instruments avec toutefois un niveau maximum plus faible jusqu'à 4500 #·cm⁻³ du fait de la prise en compte des particules > 0,3 µm.
<figure><img src="image_152.png" /><figcaption>Figure 3-71 : Concentration totale mesurée par le compteur optique (spray désodorisant jaune).</figcaption></figure>

La granulométrie du compteur optique associée à celle obtenue avec l'ELPI et le DMS500 permet d'élargir la gamme de particules considérées de 5 nm à 20 µm pour obtenir une vision globale de la distribution des particules libérées par le spray désodorisant jaune (Figure 3-73). Lorsqu'elles se recoupent les distributions des 3 instruments sont en accord l'une avec l'autre, bien que l'ELPI sous-estime les concentrations observées dans le domaine 30-100 nm.

Le compteur optique met en évidence un nouveau mode autour de 1000 nm.

<figure><img src="image_153.png" /><figcaption>Figure 3-72 : Distribution en taille des particules émises par le spray désodorisant jaune (jet initial), mesurées par le DMS500, l'ELPI et le compteur optique DM1.108.</figcaption></figure>
## 3.8. Spray dépoussiérant

Un spray dépoussiérant grand public a été testé dans l'enceinte expérimentale comme source émettrice de particules. Ce nettoyant antistatique contient entre autres des distillats de pétrole pour 1 à 5 % en poids et du parfum (< 0,5%). Le produit est susceptible de former une mousse plus ou moins liquide en sortie du nébuliseur rendant difficile la propagation de l'aérosol. Les deux premiers essais ont notamment souffert de ce phénomène et ne sont pas exploitables.

<figure><img src="image_154.png" /></figure>

Le scénario d'utilisation comprend une phase d'agitation du spray d'environ 3 secondes, et une phase d'émission de l'aérosol en exerçant une pression maximale sur l'enclencheur pendant 3 secondes. Le jet est dirigé vers le haut. La durée de pression a été jugée représentative d'un usage non exhaustif du spray. En pratique, cette durée est fonction de l'utilisateur. Toutefois, l'hypothèse que le taux d'émission de particules reste constant quelque soit la durée du jet reste plausible. Le spray est pesé systématiquement avant et après utilisation pour déterminer la masse de matière libérée.

<table><thead><tr><td>Masse initiale (g)</td><td>Essai 1</td><td>Essai 2</td><td>Essai 3</td><td>Essai 4</td></tr></thead><tbody><tr><td>Bombe aérosol</td><td>327</td><td>322.5</td><td>312.7</td><td>311.1</td></tr><tr><td>Perte de matière (g)</td><td>4.5</td><td>5.5</td><td>1.6</td><td>0.7</td></tr></tbody></table>

### 3.8.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Les concentrations mesurées avec le CNC pour le spray dépoussiérant sont présentées à la Figure 3-73. La quantité de matière libérée lors des deux premiers essais ne s'est pas traduite par l'émission conséquente de particules. Ceci est dû au caractère moussant du produit qui ne formait pas un jet uniforme, mais qui avait tendance à couler au niveau du nébuliseur. Les deux derniers essais ont permis d'obtenir un jet bien individualisé et par conséquent un pic d'émission de particules associé.

Le fait de ne pas générer systématiquement un jet est une caractéristique propre du produit et de la conception du nébuliseur. Ce type de spray présente un nébuliseur orienté vers le bas, autrement dit vers les surfaces à dépoussiérer, contrairement aux autres sprays (désodorisants, insecticides) destinés à être pulvérisés dans l'atmosphère. L'impact du spray dépoussiérant en terme de sources de particules semble par conséquent plus limité au regard des autres sprays.

Sur les deux derniers essais, la concentration maximale de particules émises atteint $8 \cdot 10^4 \text{ #}\cdot\text{cm}^{-3}$ et revient au niveau initial au bout de 250 s.
<figure><img src="image_155.png" /><figcaption>Figure 3-73 : Concentration totale de particules émises par le spray dépoussiérant (CNC3007).</figcaption></figure>

### 3.8.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

Le DMS500 a été utilisé sur les deux premiers essais. Du fait de la qualité médiocre du jet, les concentrations mesurées avec le DMS500 sont à la limite de fonctionnement de l'appareil. Le spray dépoussiérant n'émet pas suffisamment de particules pour entraîner une réponse significative du DMS500.

### 3.8.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

L'impacteur électrique a été utilisé sur les deux derniers essais. Ces deux essais ont engendrer un pic d'émission de particules atteignant 2·10⁴#·cm⁻³. Cette concentration est plus faible que celle mesurée avec le CNC3007. Le spray dépoussiérant produit par conséquent des particules visibles par le CNC3007 (> 10 nm) mais non prises en compte par l'ELPI (< 28 nm). Il apparaît vraisemblable que le spray dépoussiérant présente un mode principal dans cette intervalle (10-28 nm), à l'instar des autres types de spray testés, malgré le fait qu'il n'est pu être clairement caractérisé dans cette étude.

Les granulométries associées (Figure 3-75, Figure 3-76) ne montrent qu'une partie des émissions. Deux modes secondaires peuvent être identifiés avec les données ELPI (Tableau 3-10) : un mode autour de 70 nm et un autre à 260 nm.
<figure><img src="image_156.png" /><figcaption>Figure 3-74 : Concentrations totales de particules émises par le spray dépoussiérant mesurées avec l'ELPI.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_157.png" /><figcaption>Figure 3-75 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par le spray dépoussiérant avec l'ELPI (gamme $10^0$ à $10^5$ dN/dlogd$_p$/cm$^3$). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 3.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_158.png" /><figcaption>Figure 3-76 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par le spray dépoussiérant avec l'ELPI (gamme 10⁰ à 10⁵ dN/dlogdₚ/cm³). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 4.</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-10 : Concentration, GMD, CMD et σg moyens (spray dépoussiérant – durant jet puis 1 min).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">(39 - 200 nm)</th><th colspan="3">(200 - 8234 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th></tr></thead><tbody><tr><td>Spray dépoussiérant 3</td><td>2.48E+03</td><td>68.61</td><td>1.47</td><td>65.33</td><td>4.15E+01</td><td>257.31</td><td>1.27</td><td>248.59</td></tr><tr><td>Spray dépoussiérant 4</td><td>3.55E+03</td><td>70.72</td><td>1.49</td><td>67.71</td><td>9.10E+01</td><td>258.49</td><td>1.26</td><td>250.50</td></tr></tbody></table>

### 3.8.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

La Figure 3-77 présente la concentration totale de particules libérées par le spray dépoussiérant et détectées par le compteur optique. Les deux premiers essais ne donnent aucune réponse de l'instrument. Les deux derniers conduisent à des pics de particules (> 0,3 µm) compris entre 1500 – 3500 #·cm⁻³.

Les granulométries associées au jeu initial concordent parfaitement entre l'ELPI et le compteur optique DM1.108 (Figure 3-78). Un mode aux alentours de 1800 nm semble également se dessiner.
<figure><img src="image_159.png" /><figcaption>Figure 3-77 : Concentrations totales de particules émises par le spray dépoussiérant (DM1.108).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_160.png" /><figcaption>Figure 3-78 : Distribution en taille des particules émises par le spray dépoussiérant (jet initial), mesurées par le DMS500, l'ELPI et le compteur optique DM1.108.</figcaption></figure>
## 3.9. Spray insecticide

Un spray insecticide grand public destiné à lutter contre les insectes volants a été testé dans l'enceinte expérimentale comme source émettrice de particules. Outre les agents actifs tétramethrine (0,30%) et permethrine (0,10%), le spray utilise comme gaz propulseur du butane (30-40% en masse). Par ailleurs, le spray contient également du naphta lourd hydrotraité pour 5-10%.

<figure><img src="image_161.png" /></figure>

Le scénario d'utilisation comprend une phase d'agitation du spray d'environ 3 secondes, et une phase d'émission de l'aérosol en exerçant une pression maximale sur l'enclencheur pendant 3 secondes. Le jet est dirigé vers le haut. La durée de pression a été jugée représentative d'un usage non exhaustif du spray. En pratique, cette durée est fonction de l'utilisateur. Toutefois, l'hypothèse que le taux d'émission de particules reste constant quelque soit la durée du jet reste plausible. Le spray est pesé systématiquement avant et après utilisation pour déterminer la masse de matière libérée.

<table><thead><tr><td>Masse initiale (g)</td><td>Essai 1</td><td>Essai 2</td><td>Essai 3</td><td>Essai 4</td></tr></thead><tbody><tr><td>Bombe aérosol</td><td>406.2</td><td>400.7</td><td>395.5</td><td>389.5</td></tr><tr><td>Perte de matière (g)</td><td>5.5</td><td>5.2</td><td>6.0</td><td>3.9</td></tr></tbody></table>

### 3.9.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Le spray insecticide présente un niveau de concentration maximum reproductible autour de $5 \cdot 10^5 \# \cdot \text{cm}^3$ au niveau du jet initial (Figure 3-79). Un pic secondaire de l'ordre de $10^5 \# \cdot \text{cm}^3$ est observé 10 secondes plus tard. Environ 250 secondes sont nécessaires pour que la concentration de particules dans l'enceinte revienne au niveau initial (0).

<figure><img src="image_162.png" /><figcaption>Figure 3-79 : Concentration totale corrigée de particules libérées par le spray insecticide (CNC3007).</figcaption></figure>
3.9.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

La Figure 3-80 montre la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000 nm) pour les deux premiers essais. Le niveau maximum atteint $8·10^5$#·cm$^3$, supérieur au niveau relevé par le CNC3007. Une différence qui laisse supposer la présence en quantité non négligeable de particules < 10 nm, par ailleurs confirmée par les granulométries présentées ci-après.

<figure><img src="image_163.png" /><figcaption>Figure 3-80 : Comparaison des concentrations totales mesurées lors des essais 1 et 2 (spray insecticide).</figcaption></figure>

Les mesures de granulométrie avec le DMS500 sont présentées pour les essais 1 et 2 (Figure 3-81, Figure 3-82, Figure 3-83). Les résultats obtenus sont synthétisés au Tableau 3-11. La distribution est trimodale avec un mode dominant centré sur 15 nm, un mode intermédiaire vers 70 nm et un mode autour de 250-270 nm.
<figure><img src="image_164.png" /><figcaption>Figure 3-81 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Spray insecticide, essai 1).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_165.png" /><figcaption>Figure 3-82 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Spray insecticide, essai 2).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_166.png" /><figcaption>Figure 3-83 : Distributions caractéristiques mesurées avec le DMS500 (spray insecticide, essai 1).</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-11 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (Spray insecticide).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">(5 - 40 nm)</th><th colspan="3">(40 - 180 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th></tr></thead><tbody><tr><td>Spray insecticide bleu 1</td><td>8.91E+04</td><td>14.59</td><td>1.62</td><td>14.57</td><td>1.94E+04</td><td>71.35</td><td>1.48</td><td>67.44</td></tr><tr><td>Spray insecticide bleu 2</td><td>6.60E+04</td><td>14.50</td><td>1.61</td><td>14.48</td><td>1.52E+04</td><td>72.32</td><td>1.48</td><td>68.73</td></tr></tbody></table><table><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">(180 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Spray insecticide bleu 1</td><td>2.25E+03</td><td>279.65</td><td>1.45</td><td>253.45</td></tr><tr><td>Spray insecticide bleu 2</td><td>1.78E+03</td><td>273.82</td><td>1.43</td><td>249.38</td></tr></tbody></table>

### 3.9.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

Comme pour les autres sprays, la gamme de mesure de l'ELPI ne correspond pas au mode principal d'émission et les concentrations observées ne concernent que la partie secondaire de l'aérosol (Figure 3-84). Les granulométries associées (Figure 3-85, Figure 3-86) mettent en évidence le mode autour de 270 nm qui persiste jusqu'à 500 secondes.
<figure><img src="image_167.png" /><figcaption>Figure 3-84 : Concentrations totales de particules émises par le spray insecticide mesurées avec l'ELPI.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_168.png" /><figcaption>Figure 3-85 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par le spray insecticide avec l'ELPI (gamme 10⁰ à 10⁵ dN/dlogdₚ/cm³). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 3.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_169.png" /></figure>

Figure 3-86 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par le spray insecticide avec l'ELPI (gamme $10^0$ à $10^5$ dN/dlogd$_p$/cm$^3$). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 4.

### 3.9.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

L'émission de particules par le spray insecticide est également visible au niveau du compteur optique avec des concentrations maximales pouvant atteindre $5500 \ # \cdot \text{cm}^{-3}$ (Figure 3-87).

<figure><img src="image_170.png" /></figure>

Figure 3-87 : Concentration de particules (> 0,3 µm) émises par le spray insecticide (DM1.108).
La comparaison des granulométries du DMS500, de l'ELPI et du DM1.108 est présentée à la Figure 3-88. La distribution de l'ELPI correspond assez bien avec celle du compteur optique par contre assez peu avec celle du DMS500, sous-estimant notamment le niveau de particules < 100 nm. Un mode à 1800 nm et un autre très faible autour de 4 µm sont perceptibles sur la distribution du compteur optique.

<figure><img src="image_171.png" /><figcaption>Figure 3-88 : Distribution en taille des particules émises par le spray insecticide (jet initial), mesurées par le DMS500, l'ELPI et le compteur optique DM1.108.</figcaption></figure>
## 3.10. Imprimante Laser A

L'imprimante laser A est placée dans l'enceinte et relié à un ordinateur se situant à l'extérieur de l'enceinte. Cinq essais ont été réalisés.

<figure><img src="image_172.png" /></figure>

Pour tester le potentiel d'émission de particules de l'imprimante laser A, deux scénarios ont été testés : l'impression de 100 pages test comprenant du texte, une photo couvrant la moitié de la page et un graphique et 10 impressions successives de 10 pages. Le toner utilisé était neuf avant le premier essai. L'impression est lancée 5 minutes après la mise sous tension de l'imprimante. Le démarrage effectif de l'impression est réalisée environ 1 minute plus tard et dure 12 minutes (pour 100 pages) ou 2 minutes (pour 10 pages). L'imprimante est mise hors tension 5 minutes après la fin de l'impression.

Aucune différence n'ayant été observé entre les 2 scénarios. Une seule impression de 100 pages a été utilisée par la suite.

### 3.10.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Les concentrations de particules émises lors du fonctionnement de l'imprimante laser et mesurées avec le CNC sont présentées à la Figure 3-89. Les niveaux de particules sont très faibles et pas reproductibles d'un essai à l'autre. La première impression de 100 pages présente un pic d'émission de particules qui ne se retrouve plus pour tous les autres essais. Une très faible émission de particules (jusqu'à 200 \#·cm⁻³) est observable dès la mise sous tension de l'imprimante. Le profil est bruitée par des évènements brefs (moins de 10 secondes) tout au long de l'essai.

Au regard de ces mesures, l'imprimante laser A n'est pas une source prépondérante de particules dans les conditions d'essais. Le caractère non reproductible des faibles émissions observées et pas forcément relié à un évènement particulier permet difficilement de caractériser cette source plus avant. Elle apparaît toutefois clairement comme une des sources testées les moins émettrices de particules ultrafines.
<figure><img src="image_173.png" /><figcaption>Figure 3-89 : Concentration de particules mesurées avec le CNC3007 (Imprimante laser A).</figcaption></figure>

### 3.10.2. Mesures avec le spectromètre de mobilité électrique DMS500

Les concentrations mesurées avec le DMS500 sont inférieures à la limite de fonctionnement de l'appareil. L'imprimante laser A n'émet pas de particules susceptibles de générer un signal au niveau du DMS500. Aucune granulométrie ne peut y être associée.

### 3.10.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

Les concentrations mesurées avec l'ELPI sont inférieures à la limite de fonctionnement de l'appareil. Les granulométries ne sont pas significatives.

### 3.10.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Au niveau du compteur optique, les mesures réalisées montrent des niveaux significatifs de concentration autour de $0,5 - 1 \#\text{cm}^{-3}$ lors de l'impression de papier par l'imprimante laser A. Ce très faible niveau de particules émis (principalement de diamètre compris entre 0,3 et 0,4 µm) explique en partie le fait que les autres instruments moins sensibles ne présentent pas de mesure significatives. Le profil moyen obtenu est présenté à la Figure 3-91. Compte tenu des niveaux, son interprétation semble délicate.
<figure><img src="image_174.png" /><figcaption>Figure 3-90 : Concentrations totales de particules (> 0,3 µm) émises par l'imprimante laser A (DM1.108).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_175.png" /><figcaption>Figure 3-91 : Profil granulométrique moyen associé à l'impression de papier par l'imprimante laser A.</figcaption></figure>
## 3.11. Imprimante Laser B

L'imprimante laser B est placée dans l'enceinte et relié à un ordinateur se situant à l'extérieur de l'enceinte. Six essais ont été réalisés.

<figure><img src="image_176.png" /></figure>

Le scénario d'utilisation est basé sur une impression de 100 pages test comprenant du texte, une photo couvrant la moitié de la page et un graphique et 10 impressions successives de 10 pages. Le toner utilisé était neuf avant le premier essai. L'impression est lancée 5 minutes après la mise sous tension de l'imprimante. Le démarrage effectif de l'impression est réalisée 20 secondes plus tard et dure 6 minutes et 10 secondes. L'imprimante est mise hors tension 5 minutes après la fin de l'impression.

### 3.11.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Les concentrations de particules émises durant le fonctionnement de l'imprimante laser B et mesurées avec le CNC3007 sont présentées à la Figure 3-92. Deux évènements marquent l'émission de particules par l'imprimante laser B :

- la mise sous tension, liée à la mise en chauffe du toner,

- l'impression de papier.

Ces émissions ne sont pas reproductibles d'un essai à l'autre. Le premier essai présente les niveaux les plus élevés et le cinquième essai le second niveau le plus élevé lors de la mise sous tension. Il n'y a donc pas d'effet chronologique clairement établi. L'utilisation d'un toner neuf peut expliquer les concentrations élevées du premier essai. Mais au vu de l'ensemble des autres essais, il semble difficile de prédire le niveau de production de particules à la fois lors de la mise sous tension tout comme durant une phase d'impression. En effet, des évènements comme la manipulation, transport de l'imprimante, ou encore de la cartouche toner entre deux essais sont susceptibles de venir modifier l'état initial de l'imprimante laser B avant le prochain essai.
<figure><img src="image_177.png" /><figcaption>Figure 3-92 : Concentration de particules mesurée avec le CNC3007 durant le fonctionnement de l'imprimante laser B.</figcaption></figure>

### 3.11.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

Les résultats de mesures réalisées par le spectromètre à mobilité électrique sur les 4 premiers essais sont présentés à la Figure 3-93. Les mêmes conclusions que celles données pour les résultats obtenus avec le CNC peuvent être effectuées. Le premier essai écrase tous les autres.

Les mesures de granulométrie associées sont présentées (Figure 3-94, Figure 3-95, Figure 3-96, Figure 3-97, Figure 3-98). Les résultats obtenus sont synthétisés au Tableau 3-12.

La mise sous tension se caractérise par un mode de particules émis entre 18 et 24 nm. La phase d'impression est caractérisée par un mode autour de 35-40 nm.
<figure><img src="image_178.png" /><figcaption>Figure 3-93 : Concentrations totales de particules émises par l'imprimante laser B (DMS500).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_179.png" /><figcaption>Figure 3-94 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Imprimante laser B, essai 1).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_180.png" /><figcaption>Figure 3-95 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Imprimante laser B, essai 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_181.png" /><figcaption>Figure 3-96 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Imprimante laser B, essai 3).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_182.png" /><figcaption>Figure 3-97 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Imprimante laser B, essai 4).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_183.png" /><figcaption>Figure 3-98 : Distributions caractéristiques des particules émises par l'imprimante laser B, essai 1.</figcaption></figure>

<table><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mise sous tension 1</td><td>5.38E+04</td><td>17.73</td><td>1.54</td><td>18.23</td></tr><tr><td>Mise sous tension 2</td><td>--</td><td>--</td><td>--</td><td>--</td></tr><tr><td>Mise sous tension 3</td><td>1.68E+03</td><td>24.19</td><td>1.33</td><td>23.89</td></tr><tr><td>Mise sous tension 4</td><td>3.93E+03</td><td>24.08</td><td>1.33</td><td>24.34</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 3-12 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens lors de la mise sous tension et lors de la phase d'impression de l'imprimante laser B.</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Impression 1</td><td>1.14E+04</td><td>32.35</td><td>1.99</td><td>34.35</td></tr><tr><td>Impression 2</td><td>7.18E+02</td><td>33.65</td><td>2.32</td><td>43.72</td></tr><tr><td>Impression 3</td><td>--</td><td>--</td><td>--</td><td>--</td></tr><tr><td>Impression 4</td><td>--</td><td>--</td><td>--</td><td>--</td></tr></tbody></table>

### 3.11.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

L'impacteur électrique a été utilisé sur les 4 derniers essais (4 à 6). Les résultats obtenus sont présentés à la Figure 3-99. Comme pour les autres mesures, les concentrations sont peu reproductibles d'un essai à l'autre.
<figure><img src="image_184.png" /><figcaption>Figure 3-99 : Concentrations totales de particules émises par l'imprimante laser B mesurées avec l'ELPI.</figcaption></figure>

La granulométrie mesurée par l'ELPI pour l'essai 3 est présentée à la Figure 3-100. La granulométrie des 3 autres essais est peu exploitable.

<figure><img src="image_185.png" /><figcaption>Figure 3-100 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par l'imprimante laser B avec l'ELPI (gamme $10^{-1}$ à $10^4$ dN/dlogd$_p$/cm$^3$). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 3.</figcaption></figure>
3.11.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Les mesures réalisées avec le compteur optique mettent en évidence un niveau de particules
(> 0,3 µm) de 3 à 5 #·cm⁻³ bien reproductible d'un essai à l'autre (Figure 3-101). Cette
concentration est 4 fois plus élevée que celle mesurée avec l'imprimante laser A. Peu de
particules (< 1 #·cm⁻³) sont associées à la mise sous tension de l'imprimante. Ce faible niveau
de particules explique en partie la difficulté rencontrée par les autres instruments moins
sensibles pour caractériser la phase d'impression.

<figure><img src="image_186.png" /><figcaption>Figure 3-101 : Concentration des particules émises par l'imprimante laser B mesurées par le compteur optique DM1.108.</figcaption></figure>

Les granulométries associées des 3 instruments (DMS500, ELPI, DM1.108) permettent de représenter (avec les réserves liées aux différents diamètres) la distribution globale des particules émises lors de la mise sous tension de l'imprimante laser B et durant la phase d'impression (Figure 3-102).

La mise sous tension de l'imprimante est largement dominée par les particules ultrafines d'un diamètre voisin de 20 nm dont l'émission est peu reproductible d'un essai à l'autre.

La phase d'impression est plutôt liée à l'émission reproductibles en faibles quantités de particules fines voisines de 0,35 µm.
<figure><img src="image_187.png" /></figure>

Figure 3-102 : Distribution en taille des particules émises lors de la mise sous tension de l'imprimante laser B (gauche) et lors de la phase d'impression de 100 pages (droite).
## 3.12. Aspirateur traineau

Un aspirateur traineau de 2000 W (Figure 3-103) a été testé dans l'enceinte. L'appareil est équipé d'un microfiltre en sortie d'air. Son débit d'aspiration est de 40 L/s avec une dépression de 32 kPa. Dans le but d'évaluer à la fois le potentiel d'émission propre à l'aspirateur et le relargage des poussières aspirées, l'aspirateur est relié à une chambre d'empoussière située à l'extérieur de l'enceinte (Figure 3-104) contenant de la poussière préalablement prélevée dans un logement standard (Figure 3-105). Les sacs aspirateurs utilisés sont des sacs en papier standard double paroi.

<figure><img src="image_188.png" /><figcaption>Figure 3-103 : Aspirateur traineau testé.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_189.png" /><figcaption>Figure 3-104 : Chambre d'empoussièrement</figcaption></figure>
<figure><img src="image_190.png" /><figcaption>Figure 3-105 : Distributeur de poussière.</figcaption></figure>

Le distributeur de poussière inspiré de la norme NF EN 60312 est constitué d'un disque horizontal comportant une rainure (Figure 3-106). La poussière est déposée à l'intérieur de celle-ci avant d'être aspirée par un tube coudé. Le distributeur de poussière est constitué d'un plateau dont la rotation est assurée par deux galets d'entraînement (diamètre de 21,25 mm ou 43 mm). Le choix du galet et la tension appliquée au moteur déterminent la vitesse de rotation du plateau. Le disque en rotation permet d'alimenter de manière constante l'aspirateur en fonctionnement. La vitesse de rotation est variable.

<figure><img src="image_191.png" /><figcaption>Figure 3-106 : Schéma de principe du distributeur de poussière selon la norme NF EN 60312.</figcaption></figure>

La rotation du plateau est assurée par un moteur électrique de 12 V relié à un générateur modulable (permettant d'obtenir différentes vitesses de rotation). Afin de permettre une manipulation en toute sécurité, l'ensemble du système de distribution de la poussière est confiné dans une boite à gants. En fonctionnement, l'air neuf qui arrive dans l'isolateur est filtré (HEPA, CAMFIL 320 10 100). Ainsi les seules particules introduites dans l'aspirateur sont celles contenues dans la poussière.

Le distributeur de poussière est raccordé à un dispositif à double voie (2 vannes), placée à l'extérieur de la chambre d'essais. La voie 1 permet à l'aspirateur de prélever l'air de
l'ambiance (halle expérimentale). La seconde est directement connectée à la chambre d'empoussièrement (Figure 3-107).

Le scénario d'utilisation comprend une phase d'aspiration de l'air ambiant pendant 5 minutes, suivie d'une phase d'aspiration de la poussière disposée sur le distributeur qui dure 4-5 minutes et se termine à nouveau par une phase d'aspiration de l'air ambiant pendant 5 minutes.

<figure><img src="image_192.png" /><figcaption>Figure 3-107 : Schéma du montage utilisé pour la caractérisation des émissions de particules émises par l'aspirateur.</figcaption></figure>

<table><thead><tr><th></th><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th></tr></thead><tbody><tr><td>Masse de poussière initiale (g)</td><td>4.6</td><td>7</td></tr><tr><td>Masse de poussière aspirée (g)</td><td>4.1</td><td>6.4</td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th>Durée des évènements (s)</th><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th></tr></thead><tbody><tr><td>Aspiration air ambiant initiale</td><td>425</td><td>300</td></tr><tr><td>Aspiration poussière</td><td>235</td><td>290</td></tr><tr><td>Aspiration air ambiant finale</td><td>240</td><td>250</td></tr></tbody></table>
### 3.12.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

La Figure 3-108 montre l'évolution de la concentration de particules émises par l'aspirateur en fonctionnement et mesurées par le CNC3007. Dès la mise en route de l'aspirateur, la concentration de particules augmente pour atteindre un maximum (1,5 – 2 #·cm⁻³) dans l'enceinte au bout de 2 min. Cette concentration décroit lentement jusqu'à l'arrêt de l'aspirateur. Les deux phases d'aspiration (aspiration de l'air ambiant ou aspiration de la poussière) ne viennent pas modifier la concentration totale de particules mesurées par le CNC.

<figure><img src="image_193.png" /><figcaption>Figure 3-108 : Concentrations de particules émises lors du fonctionnement de l'aspirateur mesurées avec le CNC.</figcaption></figure>

### 3.12.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

Les mesures de concentration avec le DMS500 présentent les mêmes profils que ceux obtenus avec le CNC (Figure 3-109). Les niveaux sont par contre 4 fois plus élevés. Une comparaison a été effectuée sur le domaine de taille commun aux deux instruments (Figure 3-110). es mesures du CNC-3007 et du DMS500 (fraction 10-1000 nm) présentent le même profil de courbe. Le CNC sous-estime la concentration réelle mesurée malgré la correction due aux effets de coïncidence. L'efficacité de prélèvement n'est pas pris en compte pour le CNC. L'aspirateur émet majoritairement des particules de 10 nm (diamètre de mobilité électrique). L'efficacité du CNC pour un diamètre optique équivalent est de 0,86. Appliquer cette efficacité aux mesures réduirait l'écart entre le CNC et le DMS500 de 30% à 20%.
<figure><img src="image_194.png" /><figcaption>Figure 3-109 : Concentration de particules mesurées avec le DMS500 pendant le fonctionnement de l'aspirateur.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_195.png" /><figcaption>Figure 3-110 : Concentration mesurées avec le DMS500 lors du deuxième essai aspirateur.</figcaption></figure>

La distribution en taille des particules reste quasiment constante tout au long de l'essai (Figure 3-111, Figure 3-112, Figure 3-113). Le mode principal se situe autour de 10 nm. Deux autres modes moindres en concentration sont également présents à 70 et 700 nm (synthèse Tableau 3-13). Les modes varient très peu selon l'aspiration de l'air ambiant ou de la poussière.
<figure><img src="image_196.png" /><figcaption>Figure 3-111 : Evolution du profil granulométrique des particules émises par l'aspirateur (DMS500 – essai 1).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_197.png" /><figcaption>Figure 3-112 : Evolution du profil granulométrique des particules émises par l'aspirateur (DMS500 – essai 2).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_198.png" /><figcaption>Figure 3-113 : Distributions caractéristiques des particules émises par l'aspirateur.</figcaption></figure>

<table><thead><tr><th rowspan="2">Essai 1</th><th colspan="4">(5 - 40 nm)</th><th colspan="4">(40 - 400 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Aspirateur / ambiant</td><td>6.05E+05</td><td>10.65</td><td>1.48</td><td>10.36</td><td>7.44E+03</td><td>70.70</td><td>1.54</td><td>65.18</td></tr><tr><td>Aspirateur / poussière</td><td>4.77E+05</td><td>10.80</td><td>1.49</td><td>10.50</td><td>6.32E+03</td><td>69.04</td><td>1.54</td><td>62.90</td></tr><tr><td>Aspirateur / ambiant</td><td>4.45E+05</td><td>10.79</td><td>1.49</td><td>10.50</td><td>6.47E+03</td><td>68.85</td><td>1.52</td><td>63.13</td></tr><tr><th colspan="9">(400 - 1000 nm)</th></tr><tr><td></td><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aspirateur / ambiant</td><td>9.72E+00</td><td>647.15</td><td>1.27</td><td>652.21</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aspirateur / poussière</td><td>8.04E+00</td><td>688.33</td><td>1.25</td><td>700.98</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aspirateur / ambiant</td><td>7.89E+00</td><td>698.52</td><td>1.23</td><td>708.85</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 3-13 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> des particules émises par l'aspirateur.</caption><thead><tr><th rowspan="2">Essai 2</th><th colspan="4">(5 - 40 nm)</th><th colspan="4">(40 - 400 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Aspirateur / ambiant</td><td>4.30E+05</td><td>10.58</td><td>1.48</td><td>10.29</td><td>4.39E+03</td><td>71.10</td><td>1.51</td><td>67.07</td></tr><tr><td>Aspirateur / poussière</td><td>4.24E+05</td><td>10.63</td><td>1.48</td><td>10.36</td><td>4.03E+03</td><td>71.35</td><td>1.52</td><td>67.35</td></tr><tr><td>Aspirateur / ambiant</td><td>4.01E+05</td><td>10.58</td><td>1.47</td><td>10.30</td><td>3.93E+03</td><td>72.90</td><td>1.52</td><td>69.77</td></tr><tr><th colspan="9">(400 - 1000 nm)</th></tr><tr><td></td><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aspirateur / ambiant</td><td>1.43E+00</td><td>677.21</td><td>1.27</td><td>687.81</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aspirateur / poussière</td><td>1.23E+00</td><td>714.00</td><td>1.28</td><td>751.97</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aspirateur / ambiant</td><td>9.67E-01</td><td>676.10</td><td>1.31</td><td>707.49</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>
3.12.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

Contrairement au CNC, ou au DMS500, l'ELPI montre des différences significatives dans la concentration totale de particules (> 28 nm) selon la phase d'aspiration (air ambiant ou distributeur de poussière). Dans le dernier cas, la concentration totale diminue de 20 à 40% selon l'essai. Les granulométries associées (Figure 3-115, Figure 3-116) montrent une distribution de particules relativement stables tout au long de l'essai mais qui ne prend pas en compte le mode principal révélé par le DMS500.

<figure><img src="image_199.png" /><figcaption>Figure 3-114 : Concentration totale de particules émises lors de fonctionnement de l'aspirateur (ELPI).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_200.png" /><figcaption>Figure 3-115 : Evolution de la granulométrie des particules émises par l'aspirateur- essai 1 (ELPI).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_201.png" /><figcaption>Figure 3-116 : Evolution de la granulométrie des particules émises par l'aspirateur – essai 2 (ELPI).</figcaption></figure>

### 3.12.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Les niveaux mesurés par le compteur optique sont compris entre 8 et 18 #·cm⁻³ (Figure 3-117). L'aspiration de la poussière provoque une faible augmentation de la concentration de +2 à +4 #·cm⁻³.

La comparaison des distributions obtenues avec le DM1.108, l'ELPI et le DMS500 est présentée à la pour les deux phases d'aspiration : aspiration de l'air ambiant (aspiration 1) et aspiration de la poussière (aspiration 2) (Figure 3-118). L'ELPI est en accord avec le DMS500 jusqu'à 200 nm. Le troisième mode (680 nm) identifié par le DMS500 n'est pas du tout
retrouvé que ce soit au niveau de l'ELPI ou du compteur optique. Etant donné les niveaux associés qui sont à la limite du fonctionnement du DMS500, il est fort probable que ce mode observé soit un artefact de mesure. Par contre, un très faible mode est identifié par le compteur optique autour de 1800 nm. Dans ce domaine de taille, un facteur 100 sépare les données de l'ELPI et du compteur optique.

Les différences observées entre les deux phases d'aspiration sont insignifiantes. L'essentiel du nombre de particules émis provient du fonctionnement de l'aspirateur lui-même et non du milieu aspiré.

<figure><img src="image_202.png" /><figcaption>Figure 3-117 : Concentration de particules mesurées par le compteur optique lors du fonctionnement de l'aspirateur.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_203.png" /><figcaption>Figure 3-118 : Distribution en taille des particules émises lors de l'aspiration de l'air ambiant (gauche) et lors de l'aspiration de la poussière (droite).</figcaption></figure>
## 3.13. Chauffage d'appoint à pétrole

Un appareil mobile de chauffage à combustible liquide (chauffage d'appoint à pétrole ou poêle à mèche) destiné au grand public a été testé dans l'enceinte expérimentale. Sa puissance est de 2700 W et est conseillé pour des pièces d'une surface comprise entre 75 et 95 m². La consommation de combustible est de 225 g/h en position maximale. L'allumage est électrique. Le combustible liquide utilisé est un solvant organique (isoalcanes en C11-C15) sans odeur à faible teneur en aromatiques (< 0,003%), en soufre (< 5 mg/kg) et en benzène (< 0,1% m/m). Le point éclair est supérieur à 61 °C. La densité du combustible se situe entre 0,755 et 0,775 kg/m³ à 15 °C. Etant donné ses caractéristiques, le combustible est préconisé pour le chauffage des pièces à vivre.

L'appareil est mis en route à la puissance maximale pendant 10 minutes. Selon les préconisations du fabricant, la hauteur de flamme est vérifiée à ce moment là et diminuée ou augmentée selon les cas. L'appareil continue à chauffer ensuite pendant 30 min. Ce type d'appareil ne permet pas un contrôle précis de la puissance de chauffe.

<figure><img src="image_204.png" /></figure>

La variation de température (et d'humidité relative) a été enregistrée tout au long de l'essai. L'influence du chauffage est sensible : la température a augmentée de 20 à 50 °C, soit une augmentation de +30 °C. L'humidité relative décroit compte tenu de la hausse de température. Toutefois, entre 200 et 300 secondes, une remontée d'humidité de l'ordre de +5% est observée avant de décroître à nouveau.

<figure><img src="image_205.png" /><figcaption>Figure 3-119 : Suivi de la température et de l'humidité relative dans l'enceinte pendant le fonctionnement de l'appareil de chauffage.</figcaption></figure>

### 3.13.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Les concentrations mesurées avec le CNC sont faussées par les effets de coïncidence à haute concentration, malgré la correction apportée (la concentration réelle est trop élevée, supérieure à la limite de correction applicable). Les mesures du CNC ne sont pas exploitables sur ces essais.
3.13.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

La Figure 3-120 montre la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000 nm).
Les profils de concentration sont reproductibles d'un essai à l'autre avec un maximum obtenu
après 5 min à hauteur de 3,5-5·10⁶ #·cm⁻³ qui décroît lentement pour atteindre 3·10⁶ #·cm⁻³ à
la fin de l'essai.

<figure><img src="image_206.png" /><figcaption>Figure 3-120 : Comparaison des concentrations totales de particules émises par le chauffage à pétrole (DMS500).</figcaption></figure>

Les mesures de granulométrie avec le DMS500 sont présentées (Figure 3-121, Figure 3-122, Figure 3-123, Figure 3-124). Les résultats obtenus sont synthétisés dans le Tableau 3-14. Le premier essai montre un profil différent des deux autres par l'apparition de particules comprises entre 40 et 100 nm à partir de 15 min de chauffe. Lors du premier essai, la hauteur de flamme n'était pas bien maîtrisée résultant en une combustion imparfaite. La flamme était trop haute par rapport à la préconisation.

Pour les 3 essais, une phase d'initiation de la combustion durant 3 à 4 minutes est visible et
résulte en l'émission de particules de taille comprises entre 5 et 200 nm. La phase de
combustion plus stable (notamment pour les essais 2 et 3) se traduit par une distribution
constante de particules entre 5 et 40 nm avec un mode à 10 nm.
<figure><img src="image_207.png" /><figcaption>Figure 3-121 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Chauffage à pétrole, essai 1).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_208.png" /><figcaption>Figure 3-122 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Chauffage à pétrole, essai 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_209.png" /><figcaption>Figure 3-123 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Chauffage à pétrole, essai 3).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_210.png" /><figcaption>Figure 3-124 : Distributions de particules caractéristiques (Chauffage à pétrole, essai 1, DMS500).</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-14 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (Chauffage à pétrole, phase de combustion 400-2400s).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Chauffage à pétrole 1</td><td>3.76E+06</td><td>10.02</td><td>1.54</td><td>9.50</td></tr><tr><td>Chauffage à pétrole 2</td><td>3.31E+06</td><td>9.80</td><td>1.45</td><td>9.53</td></tr><tr><td>Chauffage à pétrole 3</td><td>3.05E+06</td><td>9.81</td><td>1.44</td><td>9.55</td></tr></tbody></table>

### 3.13.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

L'ELPI ne prenant pas en considération le mode principal d'émission de particules par la chauffage à pétrole, met en exergue les différences observées entre l'essai 1 (dont la phase de combustion n'est pas maîtrisée) et les deux autres essais (Figure 3-125). En effet, durant la phase de combustion de l'essai 1, la concentration augmente de manière continue jusqu'à l'arrêt du chauffage ce qui n'est pas le cas pour les autres essais pour lesquels la concentration reste stable.

Les trois essais mettent par contre en évidence la phase d'initiation de la combustion qui se traduit par un pic bien individualisé couvrant la période les 200 secondes après la mise en marche du chauffage.
<figure><img src="image_211.png" /><figcaption>Figure 3-125 : Concentrations totales de particules émises mesurées avec l'ELPI. lors de la mise en route du chauffage à pétrole.</figcaption></figure>

Les granulométries associées sont présentées aux Figure 3-126, Figure 3-127 et Figure 3-128. L'ELPI ne couvre pas complètement la gamme de particules émises par le chauffage à pétrole. Il met toutefois en évidence la présence de particules atteignant 2000 nm.

<figure><img src="image_212.png" /><figcaption>Figure 3-126 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par le chauffage à pétrole mesurées avec l'ELPI (gamme $10^1$ à $10^6$ dN/dlogd$_p$/cm$^3$). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 1.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_213.png" /></figure>

Figure 3-127 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par le chauffage à pétrole mesurées avec l'ELPI (gamme 10¹ à 10⁶ dN/dlogdₚ/cm³). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 2.

<figure><img src="image_214.png" /></figure>

Figure 3-128 : Evolution de la distribution en taille des particules émises par le chauffage à pétrole mesurées avec l'ELPI (gamme 10¹ à 10⁶ dN/dlogdₚ/cm³). D(ae) : diamètre aérodynamique. Essai 3.

### 3.13.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Le compteur optique reste muet à l'émission de particules ultrafines par le chauffage à pétrole, mis à part un pic de 2-3 #·cm⁻³ à la mise en route du chauffage (Figure 3-129).

La comparaison des distributions obtenues entre les 3 appareils est présentée à la Figure 3-130. Durant la phase d'initiation, les mesures de l'ELPI sont en accord avec le DMS500 jusqu'à 200 nm. Le DMS 500 présente une remontée à partir de ce diamètre qui n'est pas
observée par les autres instruments. Etant donné les niveaux associés, il s'agit très
certainement d'un artefact de mesure. Le même phénomène se produit mais à partir de 100
nm. Au-delà de ce diamètre, l'information fournit par le DMS500 n'est plus exploitable.
Néanmoins, un mode semble se profiler autour de 30-40 nm.

<figure><img src="image_215.png" /><figcaption>Figure 3-129 : Concentration totale de particules (> 0,3 µm) émises par le chauffage à pétrole (DM1.108).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_216.png" /><figcaption>Figure 3-130 : Comparaison des distributions obtenues entre le DMS500, l'ELPI et le DM1.108 pour le chauffage à pétrole essai 1 (phase d'initiation à gauche et phase de combustion à droite).</figcaption></figure>
## 3.14. Plaque électrique

La plaque électrique utilisée est une plaque en fonte d'un diamètre de 185 mm qui développe une puissance maximum de 1000 W (Figure 3-131). Les foyers en fonte (alliage Fer / Carbone à teneur > 2,5%) correspondent à la technologie la plus ancienne utilisée pour la cuisson électrique. Une spire chauffante noyée dans une plaque en fonte annulaire est alimentée en électricité. La chaleur se diffuse alors sur toute la surface de la plaque et se transmet au récipient qu'elle supporte. Son principal défaut est l'inertie qui rend difficile le réglage de la cuisson.

<figure><img src="image_217.png" /><figcaption>Figure 3-131 : Plaque électrique en fonte utilisée pour les scénarios de cuisson.</figcaption></figure>

La plaque électrique est mise en marche au maximum de la puissance puis éteinte 20 minutes plus tard. Deux tests ont été réalisés. La température de surface de la plaque n'a pas été mesurée lors de ces essais. La variation de température et d'humidité induite dans l'enceinte par le fonctionnement de la plaque est présentée à la Figure 3-132.

<figure><img src="image_218.png" /><figcaption>Figure 3-132 : Variation de température et d'humidité relative dans l'enceinte au cours de l'essai</figcaption></figure>

### 3.14.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Les concentrations mesurées avec le CNC sont faussées par les effets de coïncidence à haute concentration, malgré la correction apportée (la concentration réelle est trop élevée). Les mesures du CNC ne sont pas exploitables sur ces essais. Un autre essai avec une poêle Tefal® vide posée sur la plaque conduit aux mêmes observations.
Ce constat s'étend à l'ensemble des essais de cuisson utilisant la plaque électrique pour lesquels les résultats du CNC 3007 ne sont pas du tout exploitables.

### 3.14.2. Mesures avec le spectromètre de mobilité électrique DMS500

La Figure 3-133 montre la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000nm) pour les deux essais. L'écart relatif moyen entre les deux essais est de 90%. Cet écart montre que l'émission de particules n'est pas systématique à la mise en marche de la plaque. L'hypothèse la plus vraisemblable serait que l'émission observée est associée à une remise en suspension de particules ultrafines préalablement déposées sur les surfaces. L'émission de particules serait alors sujette non seulement à la quantité, nature et taille de particules initialement déposées et liées à la surface de façon plus ou moins forte mais également à la température de surface qui viendrait rompre ces interactions. Les travaux de Pedersen et al. (2001) semblent abondés dans ce sens.

Les mesures de granulométrie avec le DMS500 ont été réalisées sur les essais 1 et 2 (Figure 3-134, Figure 3-135, Figure 3-136). Ces figures montrent que lors de la montée en température de la plaque, une émission de particules est observée avec un mode moyen proche de 20 nm. Ensuite la plaque électrique régule la température et des bouffées apparaissent en fonction de la régulation. Les résultats obtenus sont synthétisés dans le Tableau 3-15.

<figure><img src="image_219.png" /><figcaption>Figure 3-133 : Comparaison des concentrations totales mesurées lors de l'allumage de la plaque électrique (à 50 secondes), essais 1 et 2.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_220.png" /><figcaption>Figure 3-134 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Plaque électrique, essai 1).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_221.png" /><figcaption>Figure 3-135 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Plaque électrique, essai 2).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_222.png" /><figcaption>Figure 3-136 : Distributions caractéristiques des particules émises par la plaque électrique (essai 1).</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-15 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens sur les plages (5 à 1000 nm) pour la plaque électrique.</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Plaque seule 1</td><td>2.10E+06</td><td>19.61</td><td>1.75</td><td>19.43</td></tr><tr><td>Plaque seule 2</td><td>3.15E+05</td><td>18.74</td><td>1.69</td><td>19.53</td></tr></tbody></table>

### 3.14.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

L'ELPI a été utilisé avec l'essai 2 uniquement. Les résultats obtenus sont présentés à la Figure 3-137. Une émission importante est observée à 500s, correspondant avec le maximum mesuré par le DMS500. Deux autres émissions de moindre envergure sont observées respectivement à 1250 et 1750 s. La granulométrie associée (Figure 3-138) ne permet pas d'identifier le mode principal (20 nm). Toutefois, le premier pic d'émission est liée à des tailles de particules atteignant 8 µm. Les autres pics se limitant à des tailles de 200 nm.
<figure><img src="image_223.png" /><figcaption>Figure 3-137 : Comparaison des concentrations totales mesurées par l'ELPI.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_224.png" /><figcaption>Figure 3-138 : Granulométrie mesurée avec l'ELPI (Plaque électrique, essai 2).</figcaption></figure>
### 3.14.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Le caractère non reproductible de l'émission de particules par la plaque électrique est encore plus flagrant avec les mesures du compteur optique (Figure 3-139). Le compteur optique a réalisée 3 mesures : les deux essais préalablement cités et un autre essai associant la plaque électrique avec la poele qui sera utilisé dans les scénarios cuisson. Le premier essai conduit à un niveau maximum de 700 #·cm⁻³, tandis que le second essai enregistre des niveaux insignifiants. L'essai avec la poele induit une concentration maximale de particules (> 0,3 µm) dans l'enceinte de l'ordre de 2500 #·cm⁻³.

<figure><img src="image_225.png" /><figcaption>Figure 3-139: Concentration totale de particules (> 0,3 µm) émises par la plaque électrique (DM1.108).</figcaption></figure>

La comparaison des distributions des différents instruments est présentée à la Figure 3-140. Pour l'essai 1, la distribution du compteur optique est en accord avec le DMS500 (hormis sur les deux derniers canaux. Pour le deuxième essai, les distributions du DMS500 et de l'ELPI sont comparées à deux instants : au maximum du premier pic d'émission et 6 minutes plus tard. Les 2 distributions présentent des écarts, notamment lié au fait que l'ELPI présente des niveaux de concentration là où le DMS500 n'en présente pas. Par ailleurs, le mode principal n'est pas stable évoluant rapidement vers de plus gros diamètres lors du refroidissement de la plaque.
<figure><img src="image_226.png" /></figure>

Figure 3-140 : Comparaisons des différentes distributions de particules obtenues lors du fonctionnement de la plaque électrique (essai 1 à gauche, essai 2 à droite).
## 3.15. Cuisson à la poêle – Steak haché à l'huile

Un steak haché frais (15% de matière grasse) conditionné en emballage individuel est cuit avec un peu d'huile d'arachide et de sel dans une poêle sur une plaque électrique. La poêle de 24 cm de diamètre est dotée d'un revêtement anti-adhésif Tefal®, d'un fond thermo-conducteur avec des paillettes de cuivre pour une diffusion optimale de la chaleur ainsi que d'un thermo-spot (disque rouge central indicateur de chaleur). L'huile végétale utilisée, 100% arachide est préconisée pour l'assaisonnement et la friture. Le fabricant indique une température maximum conseillée de 180 °C. Chaque ingrédient est pesé avant et après cuisson en prenant en compte les résidus restant sur la poêle (Tableau 3-16). Les temps spécifiques liés aux évènements du scénario (voir le déroulement dans l'encadré) sont présentés au Tableau 3-17. La température de l'interface entre la plaque et la poêle, ainsi que celle de la paroi intérieure de la poêle ont été enregistrés grâce à des thermocouples reliés à un système d'acquisition (pas de temps 15 s). Les résultats sont présentés à la Figure 3-141. Les thermocouples étaient soit fixés à l'aide de pinces, soit coincés entre la plaque et la poêle. Dans certains scénarios, l'agitation du steak lorsqu'il est placé dans la poêle a conduit à un déplacement des thermocouples entraînant une perte de contact avec la surface à caractériser. Ces valeurs ne peuvent alors plus être exploitées.

<figure><img src="image_227.png" /></figure>

### Déroulement du scénario de cuisson :

1. Mise en marche de la plaque électrique avec la poêle au dessus (position max),

2. L'huile d'arachide est disposée dans la poêle,

3. Au bout de 10 min de préchauffage de la poêle, le steak salé est placé dans la poêle,

4. Le Steak est retourné dans la poêle à mi-cuisson à l'aide d'une cuillère en bois (3 min),

5. Arrêt de la plaque au bout d'environ 6 min de cuisson. L'ensemble (steak haché et poêle) est retiré de la plaque électrique et placé à côté.

<table><caption>Tableau 3-16 : Pesées des ingrédients utilisés dans le scénario de cuisson (steak + huile).</caption><thead><tr><th>Masse initiale (g)</th><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th><th>Essai 4</th></tr></thead><tbody><tr><td>- Steak</td><td>100.4</td><td>100.4</td><td>128.6</td><td>129.9</td></tr><tr><td>- Huile d'arachide</td><td>3.1</td><td>3.1</td><td>4.9</td><td>3.7</td></tr><tr><td>- Sel</td><td>0.9</td><td>0.2</td><td>0.6</td><td>0.7</td></tr><tr><td>Steak cuit + matière grasse restante</td><td>90</td><td>86.4</td><td>105.9</td><td>116.5</td></tr><tr><td>Perte de matière (g)</td><td>14.4</td><td>17.3</td><td>28.2</td><td>17.8</td></tr></tbody></table>

La perte de matière inhérente à la cuisson est relativement constante en fonction des essais (hormis l'essai 3 dont le temps de cuisson était plus long voir ci-après).
<table><caption>Tableau 3-17 : Liste des évènements du scénario et temps associés selon les essais.</caption><thead><tr><th rowspan="2">Evènements du scénario</th><th colspan="4">Temps (s)</th></tr><tr><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th><th>Essai 4</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mise en marche de la plaque :<br>préchauffage poêle et huile (position MAX)</td><td>50</td><td>50</td><td>50</td><td>50</td></tr><tr><td>Le steak est placé dans la poêle</td><td>770</td><td>770</td><td>650</td><td>650</td></tr><tr><td>Retournement du steak</td><td>950</td><td>950</td><td>950</td><td>830</td></tr><tr><td>Arrêt de la cuisson + retrait de la poêle</td><td>1130</td><td>1130</td><td>1250</td><td>1130</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_228.png" /><figcaption>Figure 3-141 : Températures de l'interface plaque/poêle et de la plaque pour le scénario de cuisson (Steak + huile). Les courbes en pointillés représentent des valeurs non valides (perte de contact des thermocouples).</figcaption></figure>

Lors du préchauffage, la plaque monte progressivement en température jusqu'à atteindre une valeur autour de 330 °C pour décroître ensuite selon la régulation propre à l'appareil. La poêle quant à elle est chauffée jusqu'à 190 °C et suit la régulation de température de la plaque. La cuisson du steak avec de l'huile est réalisée dans la phase descendante du 1er cycle de température et se termine avant le 2ème cycle (sauf pour le troisième essai, la cuisson ayant duré plus longtemps).
<figure><img src="image_229.png" /><figcaption>Figure 3-142 : Suivi de la température et de l'humidité relative dans l'enceinte au cours des essais.</figcaption></figure>

L'utilisation de la plaque électrique réchauffe légèrement l'enceinte (+3 °C en fin de cuisson). Une variation nette d'humidité (entre +3 et +7%) survient dès que le steak est au contact de la poêle (début effectif de cuisson).

### 3.15.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Les concentrations mesurées avec le CNC sont faussées par les effets de coïncidence à haute concentration, malgré la correction apportée (la concentration réelle est trop élevée). Les mesures du CNC ne sont pas exploitables sur ces essais.

### 3.15.2. Mesures avec le spectromètre de mobilité électrique DMS500

La Figure 3-143 montre la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000 nm) pour les deux essais de cuisson du steak haché avec huile d'arachide. Le préchauffage de la plaque avec l'huile domine les émissions de particules avant même la mise en place du steak. Cet évènement ne provoque qu'une très légère augmentation de la concentration totale de particules. Le premier essai présente des niveaux deux fois plus élevé que le second dans les mêmes conditions. Ce qui met en avant le caractère prépondérant de la plaque, source peu reproductible, par rapport au scénario de cuisson comme source de particules. L'incidence du retournement du steak est négligeable.

Les mesures de granulométrie avec le DMS500 ont été réalisées sur les essais 1 et 2 (Figure 3-144, Figure 3-145, Figure 3-146). Les résultats obtenus sont synthétisés dans le Tableau 3-18. Le préchauffage de la plaque électrique, de la poêle et de l'huile entraîne une émission de particules dont le mode est compris entre 25 et 30 nm (légèrement supérieur à celui trouvé pour la plaque seule – 20 nm). En fin de préchauffage, la concentration totale augmente légèrement. C'est la contribution de l'huile qui débute avec l'émission de particules légèrement plus grosses 26 et 35 nm contre 25 et 30 respectivement.

L'introduction du steak dans la poêle modifie complètement le profil granulométrique, de monomodal, il devient bimodal avec un mode autour de 15-17 nm et l'autre autour de 45-55 nm.
<figure><img src="image_230.png" /></figure>

Figure 3-143 : Comparaison des concentrations totales mesurées lors de la cuisson à la plaque électrique d'un steak avec de l'huile (essais 1 et 2).

<figure><img src="image_231.png" /></figure>

Figure 3-144 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Steak+huile, essai 1).
<figure><img src="image_232.png" /><figcaption>Figure 3-145 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Steak + huile, essai 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_233.png" /><figcaption>Figure 3-146 : Distribution de particules caractéristiques lors de la cuisson électrique (Steak+huile) essai 1 (gauche) et essai 2 (droite).</figcaption></figure>
<table><thead><tr><th rowspan="2">Essai 1</th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th><th colspan="4">(25 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Préchauffage plaque + poêle + huile</td><td>8.22E+05</td><td>31.13</td><td>1.76</td><td>30.11</td><td>8.57E+05</td><td>15.73</td><td>1.38</td><td>16.52</td><td>1.44E+06</td><td>46.24</td><td>1.50</td><td>44.02</td></tr><tr><td>Fin de préchauffage (contribution huile)</td><td>2.55E+06</td><td>35.66</td><td>1.74</td><td>35.11</td><td>4.05E+05</td><td>14.85</td><td>1.41</td><td>15.51</td><td>4.34E+05</td><td>44.00</td><td>1.46</td><td>41.86</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 3-18 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (Steak +huile).</caption><thead><tr><th rowspan="2">Essai 2</th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th><th colspan="4">(30 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Préchauffage plaque + poêle + huile</td><td>1.76E+06</td><td>26.51</td><td>1.95</td><td>25.31</td><td>2.49E+06</td><td>17.04</td><td>1.45</td><td>17.83</td><td>2.59E+06</td><td>56.87</td><td>1.52</td><td>54.38</td></tr><tr><td>Fin de préchauffage (contribution huile)</td><td>6.86E+06</td><td>28.40</td><td>2.00</td><td>26.31</td><td>1.04E+06</td><td>16.39</td><td>1.46</td><td>16.94</td><td>1.23E+06</td><td>58.33</td><td>1.50</td><td>56.50</td></tr></tbody></table>

### 3.15.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

L'impacteur électrique a été utilisé sur les essais 3 et 4 (Figure 3-147). Le préchauffage de la plaque domine les émissions. Les niveaux sont 10 fois plus élevés que ceux relevés lors de l'essai avec la plaque seule. L'influence de la cuisson du steak se manifeste par une augmentation de la concentration totale, essentiellement liées aux particules ultrafines, mais également aux particules fines de 1 à 2 µm (Figure 3-148, Figure 3-149).
<figure><img src="image_234.png" /><figcaption>Figure 3-147 : Comparaison des concentrations totales de particules mesurées par l'ELPI (cuisson steak + huile).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_235.png" /><figcaption>Figure 3-148 : Granulométrie mesurée avec l'ELPI (Cuisson à la poêle – steak + huile, essai 3).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_236.png" /><figcaption>Figure 3-149 : Granulométrie mesurée avec l'ELPI (Cuisson à la poêle – steak + huile, essai 4).</figcaption></figure>

### 3.15.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Hormis le premier essai, la concentration maximum atteinte est comprise entre 8000 et 10000 \#·cm⁻³, ce qui est nettement plus élevé que pour l'essai réalisé avec la plaque seule (Figure 3-150). Cela pourrait traduire l'influence de l'huile d'arachide. Mais au regard des autres essais cuisson réalisés et détaillés plus loin dans le chapitre, cette hypothèse ne peut être retenue.

Les mesures du compteur optique mettent plus en valeur l'incidence de la cuisson du steak par rapport aux autres instruments. Le DM1.108 est moins perturbé par les particules émises lors du préchauffage. Mais, c'est surtout du fait que la cuisson du steak se manifeste essentiellement par l'émission de particules fines (> 1 µm), ce qui est particulièrement visible au regard de la distribution du compteur optique (Figure 3-151). Les distributions de l'ELPI et du DMS500 sont difficilement comparables car provenant de deux essais différents, l'essai 1 et l'essai 3. Ce dernier présente en effet globalement des niveaux plus importants, comme le montre le compteur optique. Au regard des distributions, un mode à 120-150 nm est mis en évidence uniquement lors du préchauffage. La cuisson du steak est quant à elle marquée par un mode à 1800 nm, outre les deux modes principaux (15 et 50 nm).
<figure><img src="image_237.png" /><figcaption>Figure 3-150 : Concentration totale de particules (>0,3 µm) émises lors de la cuisson du steak (+ huile) mesurées par le DM1.108.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_238.png" /><figcaption>Figure 3-151 : Distributions en taille des particules émises lors du préchauffage de la poêle contenant l'huile (à gauche) et au moment de la cuisson du steak dans l'huile (à droite).</figcaption></figure>
## 3.16. Cuisson à la poêle – Steak haché au beurre

Un steak haché frais (15% de matière grasse) conditionné en emballage individuel est cuit avec un peu de beurre et de sel dans une poêle sur une plaque électrique. La même poêle que précédemment a servi pour la cuisson. Chaque ingrédient est pesé avant et après cuisson en prenant en compte les résidus restant sur la poêle (Tableau 3-16). Les temps spécifiques liés aux évènements du scénario (voir le déroulement dans l'encadré) sont présentés au Tableau 3-17. La température de l'interface entre la plaque et la poêle, ainsi que celle de la paroi intérieure de la poêle ont été enregistrés grâce à des thermocouples reliés à un système d'acquisition (pas de temps 15 s). Les résultats sont présentés à la Figure 3-141. Les thermocouples étaient soit fixés à l'aide de pinces soit coincés entre la plaque et la poêle. Dans certains scénarios, l'agitation du steak lorsqu'il est placé dans la poêle ont conduit à un déplacement des thermocouples entraînant une perte de contact avec la surface à caractériser. Ces valeurs ne peuvent alors plus être exploitées.

<figure><img src="image_239.png" /></figure>

### Déroulement du scénario de cuisson :

1. Mise en marche de la plaque électrique avec la poêle au dessus (position max),

2. Au bout de 10 min de préchauffage de la poêle, le beurre est disposé dans la poêle,

3. Dès que le beurre est fondu, le steak salé est placé dans la poêle,

4. Le Steak est retourné dans la poêle à micro-cuisson à l'aide d'une cuillère en bois (3 min),

5. Arrêt de la plaque au bout d'environ 6 min de cuisson. L'ensemble (steak haché et poêle) est retiré de la plaque électrique et placé à côté.

<table><caption>Tableau 3-19 : Pesées des ingrédients utilisés dans le scénario de cuisson (steak + beurre).</caption><thead><tr><th>Masse initiale (g)</th><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th><th>Essai 4</th></tr></thead><tbody><tr><td>- Steak</td><td>102.5</td><td>100.4</td><td>127</td><td>129.3</td></tr><tr><td>- Beurre</td><td>11.1</td><td>11.1</td><td>11</td><td>11.4</td></tr><tr><td>- Sel</td><td>0.4</td><td>0.3</td><td>0.4</td><td>0.4</td></tr><tr><td>Steak cuit + matière grasse restante</td><td>93.9</td><td>92.2</td><td>119.9</td><td>120.8</td></tr><tr><td>Perte de matière (g)</td><td>20.1</td><td>19.6</td><td>18.5</td><td>20.3</td></tr></tbody></table>

La perte de matière inhérente à la cuisson est relativement constante en fonction des essais.
<table><caption>Tableau 3-20 : Liste des évènements du scénario et temps associés selon les essais.</caption><thead><tr><th rowspan="2">Evènements du scénario</th><th colspan="4">Temps (s)</th></tr><tr><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th><th>Essai 4</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mise en marche de la plaque pour préchauffer la poêle (position MAX)</td><td>50</td><td>50</td><td>50</td><td>50</td></tr><tr><td>Le beurre est placé dans la poêle</td><td>770</td><td>770</td><td>680</td><td>650</td></tr><tr><td>Le steak est placé dans la poêle</td><td>810</td><td>790</td><td>700</td><td>670</td></tr><tr><td>Retournement du steak</td><td>990</td><td>970</td><td>880</td><td>850</td></tr><tr><td>Arrêt de la cuisson + retrait de la poêle</td><td>1170</td><td>1150</td><td>1180</td><td>1150</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_240.png" /><figcaption>Figure 3-152 : Températures de l'interface plaque/poêle et de la plaque pour le scénario de cuisson (Steak + beurre). Les courbes en pointillés représentent des valeurs non valides (perte de contact des thermocouples).</figcaption></figure>

Lors du préchauffage, la plaque monte progressivement en température jusqu'à atteindre une valeur autour de 330 °C pour décroître ensuite selon la régulation propre à l'appareil. La poêle quant à elle est chauffée jusqu'à 190 °C et suit la régulation de température de la plaque. La cuisson du steak avec du beurre est réalisée dans la phase descendante du 1er cycle de température et se termine avant le 2ème cycle.
<figure><img src="image_241.png" /><figcaption>Figure 3-153 : Suivi de la température et de l'humidité relative dans l'enceinte au cours des essais.</figcaption></figure>

L'utilisation de la plaque électrique réchauffe légèrement l'enceinte (+2 à +3 °C en fin de cuisson). Une variation nette d'humidité (entre +3 et +8%) survient dès que le steak est au contact de la poêle (début effectif de cuisson).

### 3.16.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Les concentrations mesurées avec le CNC sont faussées par les effets de coïncidence à haute concentration, malgré la correction apportée (la concentration réelle est trop élevée). Les mesures du CNC ne sont pas exploitables sur ces essais.

### 3.16.2. Mesurées avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

La Figure 3-154 montre la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000 nm) pour les deux essais de cuisson du steak avec du beurre. Pour des temps compris entre 400 s et 800 s après l'alimentation de la plaque électrique l'écart relatif moyen est de l'ordre de 25%. La concentration maximale atteinte dans l'enceinte est de $9·10^6 \text{ #·cm}^{-3}$, du même ordre de grandeur que les concentrations mesurées lors de la cuisson du steak avec l'huile. L'impact du préchauffage domine l'émission de particules.

Les mesures de granulométrie avec le DMS500 ont été réalisées sur les essais 1 et 2 (Figure 3-155, Figure 3-156, Figure 3-157). Les résultats obtenus sont synthétisés dans le Tableau 3-21. Le préchauffage est caractérisé par un mode de particules centré sur 23 nm (essai 1) ou 35 nm (essai 2). La cuisson du beurre ne modifie pas significativement le profil granulométrique. La cuisson du steak déplace le profil vers la droite (vers les plus grosses particules). En début de cuisson, le mode est centré sur 30 nm pour atteindre 36 nm en fin de cuisson. Des particules fines 350-380 nm sont émises pendant la cuisson.
<figure><img src="image_242.png" /><figcaption>Figure 3-154 : Comparaison des concentrations totales de particules mesurées lors de la cuisson électrique du steak avec beurre, (essais 1 et 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_243.png" /><figcaption>Figure 3-155 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Steak+beurre, essai 1).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_244.png" /><figcaption>Figure 3-156 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Steak + beurre, essai 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_245.png" /><figcaption>Figure 3-157 : Granulométrie mesurée lors de la cuisson. (Steak+beurre) essai 1.</figcaption></figure>
<table><thead><tr><th rowspan="3">Essai 1</th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th colspan="3">GMD</th><th>CMD</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>(nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>(nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Préchauffage plaque + poêle</td><td>2.48E+06</td><td>23.64</td><td>1.87</td><td>22.76</td></tr><tr><td>Beurre dans la poêle</td><td>6.78E+06</td><td>24.69</td><td>1.88</td><td>23.13</td></tr></tbody></table><table><thead><tr><th colspan="8">(5 - 280 nm)</th><th colspan="4">(280 - 1000 nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Cuisson steak</td><td>3.48E+06</td><td>31.00</td><td>1.92</td><td>29.24</td><td>3.30E+03</td><td>387.19</td><td>1.26</td><td>373.95</td></tr><tr><td>Après retournement</td><td>8.69E+05</td><td>36.39</td><td>1.92</td><td>35.89</td><td>4.10E+02</td><td>393.70</td><td>1.22</td><td>386.21</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 3-21 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (Steak + beurre).</caption><thead><tr><th rowspan="3">Essai 2</th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th colspan="3">GMD</th><th>CMD</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>(nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>(nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Préchauffage plaque + poêle</td><td>2.84E+06</td><td>36.24</td><td>1.99</td><td>34.50</td></tr><tr><td>Beurre dans la poêle</td><td>6.30E+06</td><td>35.13</td><td>1.95</td><td>32.68</td></tr></tbody></table><table><thead><tr><th colspan="8">(5 - 280 nm)</th><th colspan="4">(280 - 1000 nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Cuisson steak</td><td>3.17E+06</td><td>35.33</td><td>1.98</td><td>33.56</td><td>6.87E+03</td><td>358.33</td><td>1.23</td><td>341.66</td></tr><tr><td>Après retournement</td><td>9.14E+05</td><td>35.88</td><td>1.90</td><td>35.94</td><td>7.52E+02</td><td>366.25</td><td>1.27</td><td>347.65</td></tr></tbody></table>

### 3.16.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

L'ELPI a été utilisé pour mesurer les particules émises lors du déroulement des essais 3 et 4 (Figure 3-158). Les niveaux de concentration mesurés sont du même ordre que ceux enregistrés avec la cuisson du steak à l'huile. Les granulométries associées sont présentées Figure 3-159 et Figure 3-160. Une cassure nette du profil est observée au moment où le beurre est disposé sur la poêle.

<figure><img src="image_246.png" /></figure>
<figure><img src="image_247.png" /><figcaption>Figure 3-159 : Granulométrie mesurée avec l'ELPI (Steak + beurre, essai 3).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_248.png" /><figcaption>Figure 3-160 : Granulométrie mesurée avec l'ELPI (Steak + beurre, essai 4).</figcaption></figure>

### 3.16.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Comme avec le scénario de cuisson du steak à l'huile, c'est le compteur optique qui fournit les profils de concentration les plus contrastés au regard de la cuisson du steak au beurre (Figure 3-161). La concentration maximale associée au préchauffage varie selon les essais de 2000 à 20000 $\# \cdot \text{cm}^{-3}$. L'introduction du beurre engendre une brusque augmentation de la
concentration qui atteint des valeurs comprises entre 7000 à 10000 #·cm⁻³. La disposition du steak dans la poele ne conduit pas à une augmentation significative du niveau de particules dans l'enceinte.

<figure><img src="image_249.png" /><figcaption>Figure 3-161 : Concentration totale de particules (> 0,3 µm) émises lors de la cuisson du steak au beurre.</figcaption></figure>

La distribution obtenue avec le compteur optique est comparée avec celles obtenues avec l'ELPI et le DMS500 pour les 3 évènements : préchauffage, cuisson du beurre, cuisson du steak avec le beurre (Figure 3-162). L'ELPI présente des niveaux comparables au DMS500 sur les 4 premiers canaux. A partir de 1000 nm, l'ELPI n'est pas du tout en accord avec les données du compteur optique lors du préchauffage. Sur les 3 évènements, la distribution fournie par l'ELPI ne semble pas varier significativement. Les données de l'ELPI sont donc à considérer avec précaution.

L'introduction du beurre dans la poêle entraîne une augmentation significative des particules > 1 µm et d'étendant jusqu'à 12 µm. Cette production de fines et grosses particules est maintenue pendant la cuisson du steak. La différence entre la cuisson du beurre seul ou accompagné du steak est insignifiante.
<figure><img src="image_250.png" /><figcaption>Figure 3-162 : Comparaison des distributions obtenues lors du scénario de cuisson du steak au beurre.</figcaption></figure>
## 3.17. Cuisson à la poêle – panés de poissons

Deux panés de poisson surgelés sont cuits sans ajout de matière grasse (selon la suggestion du fabricant) dans une poêle sur une plaque électrique. La même poêle que précédemment est utilisée dans ce scénario. Les panés de poisson sont pesés avant et après cuisson en prenant en compte les résidus restant sur la poêle (Tableau 3-16). Les temps spécifiques liés aux évènements du scénario (voir le déroulement dans l'encadré) sont présentés au Tableau 3-17. La température de l'interface entre la plaque et la poêle, ainsi que celle de la paroi intérieure de la poêle ont été enregistrés grâce à des thermocouples reliés à un système d'acquisition (pas de temps 15 s). Les résultats sont présentés à la Figure 3-141 (hormis l'essai 5 non instrumenté). Les thermocouples étaient soit fixés à l'aide de pinces soit coincés entre la plaque et la poêle. Lors de certains essais, l'agitation des panés de poisson dans la poêle a conduit à un déplacement des thermocouples entraînant une perte de contact avec la surface à caractériser. Ces valeurs ne peuvent alors plus être exploitées.

<figure><img src="image_251.png" /></figure>

### Déroulement du scénario de cuisson :

1. Mise en marche de la plaque électrique avec la poêle au dessus (position max),

2. Au bout de 10 min de préchauffage de la poêle, les panés de poisson sont disposés dans la poêle,

3. Le Steak est retourné dans la poêle à mi-cuisson à l'aide d'une cuillère en bois (5 min),

4. Arrêt de la plaque au bout d'environ 10 min de cuisson. L'ensemble (panés et poêle) est retiré de la plaque électrique et placé à côté.

<table><caption>Tableau 3-22 : Pesées des ingrédients utilisés dans le scénario de cuisson (steak + huile).</caption><thead><tr><th>Masse initiale (g)</th><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th><th>Essai 4</th><th>Essai 5</th></tr></thead><tbody><tr><td>- 2 panés de poisson surgelés</td><td>52.2</td><td>50.3</td><td>49.3</td><td>49.3</td><td>51.6</td></tr><tr><td>- panés cuits + restes dans la poêle</td><td>50.2</td><td>47.2</td><td>45.7</td><td>46.7</td><td>50</td></tr><tr><td>Perte de matière (g)</td><td>2.0</td><td>3.1</td><td>3.6</td><td>2.6</td><td>1.6</td></tr></tbody></table>

La perte de matière inhérente à la cuisson est relativement constante en fonction des essais.

<table><caption>Tableau 3-23 : Liste des évènements du scénario et temps associés selon les essais (en secondes).</caption><thead><tr><th>Évènements du scénario (s)</th><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th><th>Essai 4</th><th>Essai 5</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mise en marche de la plaque pour préchauffer la poêle (position MAX)</td><td>50</td><td>50</td><td>50</td><td>50</td><td>50</td></tr><tr><td>Les panés de poisson sont placés dans la poêle</td><td>695</td><td>650</td><td>650</td><td>650</td><td>650</td></tr><tr><td>Retournement des panés de poisson</td><td>875</td><td>950</td><td>950</td><td>950</td><td>950</td></tr><tr><td>Arrêt de la cuisson + retrait de la poêle</td><td>1055</td><td>1250</td><td>1250</td><td>1250</td><td>1250</td></tr></tbody></table>
<figure><img src="image_252.png" /><figcaption>Figure 3-163 : Températures de l'interface plaque/poêle et de la plaque pour le scénario de cuisson (poisson pané).</figcaption></figure>

Lors du préchauffage, la plaque monte progressivement en température jusqu'à atteindre une valeur autour de 330 °C pour décroître ensuite selon la régulation propre à l'appareil. La poêle quant à elle est chauffée jusqu'à 190 °C et suit la régulation de température de la plaque. La cuisson des panés de poisson est réalisée dans la phase descendante du 1er cycle de température et se termine avant l'entame du 2ème cycle.

L'essai 1 est plus court que les autres essais, si bien que la plaque est arrêtée avant d'entamer son deuxième cycle. Pour les autres essais, la plaque est arrêtée au moment où elle bascule sur le deuxième cycle. Son inertie fait que la température continue d'augmenter pendant quelques secondes avant de redescendre.

<figure><img src="image_253.png" /><figcaption>Figure 3-164 : Suivi de la température et de l'humidité relative dans l'enceinte au cours des essais.</figcaption></figure>

L'utilisation de la plaque électrique réchauffe légèrement l'enceinte (+3 °C en fin de cuisson). Contrairement à la cuisson du steak, la variation d'humidité liée à la cuisson est négligeable.
### 3.17.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Les concentrations mesurées avec le CNC sont faussées par les effets de coïncidence à haute concentration, malgré la correction apportée (la concentration réelle est trop élevée, supérieure à la limite de correction applicable). Les mesures du CNC ne sont pas exploitables sur ces essais.

### 3.17.2. Mesures avec le spectromètre de mobilité électrique DMS500

La Figure 3-165 présente la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000 nm) lors de la cuisson à la poêle de panés de poisson surgelés, sans ajout de matière grasse. Les niveaux de concentration dépendent exclusivement du préchauffage de la plaque électrique. Les niveaux max atteints sont de l'ordre de $4 \cdot 10^6$ à $9 \cdot 10^6$ \#·cm$^{-3}$. La disposition des panés de poisson dans la poêle n'induit pas de modification significative de la concentration de particules dans l'enceinte expérimentale.

<figure><img src="image_254.png" /><figcaption>Figure 3-165 : Comparaison des concentrations totales mesurées lors de la cuisson à la poêle -Poissons panés.</figcaption></figure>

Les mesures de granulométrie avec le DMS500 osont présentées aux Figure 3-166, Figure 3-167, Figure 3-168 et Figure 3-169. Les résultats obtenus sont synthétisés dans le Tableau 3-24. Les particules émises lors du préchauffage présentent un mode compris entre 26 et 32 nm selon les essais. Lors de la cuisson des panés de poisson, le mode des particules émises reste stable autour de 26 ou 37 selon les essais.

La cuisson des panés de poisson à la poêle sans ajout de matière grasse n'entraîne pas d'émission significative de particules ultrafines.
<figure><img src="image_255.png" /><figcaption>Figure 3-166 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Cuisson poêle - poissons panés, essai 1).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_256.png" /><figcaption>Figure 3-167 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Cuisson poêle - poissons panés, essai 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_257.png" /><figcaption>Figure 3-168 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (Cuisson poêle - poissons panés, essai 3).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_258.png" /><figcaption>Figure 3-169 : Granulométrie mesurée lors de la cuisson. (Cuisson poêle - poissons panés, essai 1).</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-24 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (Cuisson poêle - poissons panés).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th rowspan="2"></th><th colspan="3">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">Essai 1</td><td>Préchauffage plaque + poêle</td><td>1.19E+06</td><td>32.20</td><td>1.80</td><td>31.68</td></tr><tr><td>Cuisson panés de poisson</td><td>1.83E+06</td><td>37.69</td><td>1.81</td><td>36.26</td></tr><tr><td rowspan="2">Essai 2</td><td>Préchauffage plaque + poêle</td><td>1.21E+06</td><td>27.25</td><td>1.77</td><td>26.93</td></tr><tr><td>Cuisson panés de poisson</td><td>1.67E+06</td><td>26.80</td><td>1.79</td><td>25.61</td></tr><tr><td rowspan="2">Essai 3</td><td>Préchauffage plaque + poêle</td><td>2.58E+06</td><td>27.39</td><td>1.94</td><td>26.30</td></tr><tr><td>Cuisson panés de poisson</td><td>3.14E+06</td><td>28.74</td><td>2.00</td><td>26.66</td></tr></tbody></table>

### 3.17.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

L'impacte électrique a été utilisé sur les essais 4 et 5. Les résultats obtenus sont rassemblés sur la Figure 3-170. De nouveau, les émissions de particules liés au préchauffage de la poêle sont nettement dominantes. La cuisson des panés de poisson surgelés étant plus longue que la cuisson des steaks, un second pic d'émission de particules lié à l'entame du deuxième cycle de température est observé. L'influence de la cuisson des panés de poisson sur la concentration totale est peu significative. Un léger sursaut de la concentration totale est visible au moment du retournement des panés de poisson (950s). Les granulométries associées sont présentées
Figure 3-171 et Figure 3-172. La gamme de taille couverte par l'ELPI ne permet pas de voir l'ensemble de la distribution, mais uniquement la partie à droite du mode (de 30 nm jusqu'à 8 µm).

<figure><img src="image_259.png" /><figcaption>Figure 3-170 : Concentration totale de particules émises mesurées par l'ELPI lors de la cuisson de poissons panés à la poêle.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_260.png" /><figcaption>Figure 3-171 : Granulométrie des particules émises mesurées par l'ELPI lors de la cuisson de poissons panés à la poêle (Essai 4).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_261.png" /><figcaption>Figure 3-172 : Granulométrie des particules émises mesurées par l'ELPI lors de la cuisson de poissons panés à la poêle (Essai 5).</figcaption></figure>

### 3.17.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Les émissions de particules mesurées par le compteur optique sont également dominées par l'influence du préchauffage, variable selon les essais (Figure 3-173). Contrairement aux scénarios de cuisson de steak, pour lesquels de grosses particules (> 1µm) avaient été observées, la cuisson des panés de poisson ne libèrent pas de particules dans cette gamme de taille. Le retournement des panés semble libérer quelques grosses particules mais de façon non reproductibles, donc non significatives.

<figure><img src="image_262.png" /><figcaption>Figure 3-173 : Concentration totale de particules (> 0,3 µm) émises lors de la cuisson des panés de poisson.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_263.png" /><figcaption>Figure 3-174 : Comparaison des distributions obtenues lors du scénario de cuisson des panés de poisson.</figcaption></figure>
## 3.18. Cuisson à l'eau - Pâtes

Pour simuler cette activité, des pâtes de type Spaghettis sont cuites dans l'eau en rajoutant un peu d'huile d'arachide et du sel dans une casserole en acier inoxydable. Trois tests ont été réalisés. Pour le premier test, l'ébullition n'a pas été atteinte, du fait de la trop grande quantité d'eau et de pâtes utilisée (respectivement 2 litres d'eau et 250 g). Les résultats obtenus pour le test 1 ne sont donc pas représentatifs de l'usage typique. Ils ne seront pas exploités par conséquent.

<figure><img src="image_264.png" /><figcaption>Figure 3-175 : Casserole utilisée pour la cuisson des pates avec la plaque électrique.</figcaption></figure>

Les tests 2 et 3 utilisent moins de matière : 100 g de pâtes dans 1 litre d'eau, permettant d'atteindre l'ébullition. L'usage de la plaque électrique pour ce type de cuisson ne semble toutefois pas approprié car peu commode. En particulier, l'ébullition obtenue n'est pas assez vive de part notre expérience par ailleurs. Les résultats sont néanmoins présentés.

Outre l'utilisation d'une casserole et d'un couvercle en acier et d'une cuillère en bois, les ingrédients utilisés sont synthétisés dans le tableau suivant.

<table><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">Masse initiale (g)</th></tr><tr><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th></tr></thead><tbody><tr><td>Pâtes (Spaghettis)</td><td>250</td><td>114.1</td><td>104.6</td></tr><tr><td>Eau</td><td>2025.5</td><td>995.3</td><td>999</td></tr><tr><td>Huile</td><td>12</td><td>13.7</td><td>13.1</td></tr><tr><td>Sel</td><td>3.6</td><td>6.8</td><td>4.3</td></tr></tbody></table>

L'eau, l'huile et le sel sont initialement présents dans la casserole placée sur la plaque électrique. Les pâtes prépesées et la cuillère sont également présentes initialement dans l'enceinte, ainsi qu'une petite dalle en céramique de 20x 20 cm destinée à receptionné la casserole chaude, une fois l'essai terminé. Le couvercle est initialement disposé sur la casserole de manière à atteindre plus rapidement l'ébullition. Le couvercle est retiré au bout de 17 min pour s'assurer visuellement de l'ébullition de l'eau. Après 3 minutes, les pâtes sont plongées dans l'eau. Le temps de cuisson est de 8 minutes avec une agitation intermédiaire.

Le détail des évènements du scénario est présenté ci-après :
<table><thead><tr><th rowspan="2">Evènements du scénario</th><th colspan="3">Temps (s)</th></tr><tr><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mise en marche de la plaque (position MAX)</td><td>50</td><td>50</td><td>50</td></tr><tr><td>Retrait du couvercle</td><td>1790</td><td>1070</td><td>1070</td></tr><tr><td>Spaghettis mis dans l'eau</td><td>2450</td><td>1250</td><td>1250</td></tr><tr><td>Agitation des spaghettis</td><td>2690</td><td>1490</td><td>1490</td></tr><tr><td>Arrêt de la cuisson + retrait de la casserole</td><td>2990</td><td>1740</td><td>1740</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_265.png" /><figcaption>Figure 3-176 : Températures de l'interface plaque/poêle et de la plaque pour le scénario de cuisson à l'eau des pâtes (essai 2, à gauche et essai 3, à droite).</figcaption></figure>

La décroissance du thermocouple TC7 est liée au retrait de la casserole de la plaque. Le thermocouple n'est alors plus en contact avec la surface de la plaque. La décroissance observée n'est pas celle de la température de surface de la plaque électrique plus lente.

Le pic de température du thermocouple TC7 pour l'essai 3 correspond à la température de surface de la plaque débarrassée de la casserole.

<figure><img src="image_266.png" /><figcaption>Figure 3-177 : Evolution de la température et de l'humidité de l'enceinte au cours des essais de cuisson des pâtes.</figcaption></figure>

La cuisson des pâtes à la plaque électrique conduit à un réchauffement de l'enceinte de l'ordre de +2 °C. L'humidité relative augmente dès que le couvercle est retiré entre +30 et + 50%.
### 3.18.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Les données du CNC relatives aux cuissons des pâtes à l'eau sont dans le domaine de correction dans l'appareil et semblent pouvoir être exploitées (Figure 3-178). Néanmoins, après comparaison avec les données du DMS500 dans la même gamme, les données du CNC doivent être rejetées car le premier pic d'émission est tronquée, bien que l'adéquation sur une autre plage de temps, de 1000 à 2000 s, est quasi-parfaite (Figure 3-179).

<figure><img src="image_267.png" /><figcaption>Figure 3-178 : Mesures de particules émises par la cuisson des pâtes avec le CNC 3007 après correction des effets de coïncidence (essais 1 et 2)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_268.png" /><figcaption>Figure 3-179 : Comparaison des données du DMS500 [10-1000 nm] et du CNC 3007 après correction.</figcaption></figure>

### 3.18.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

La Figure 3-180 montre la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000 nm) pour les deux essais de cuisson des spaghettis. Pour des temps compris entre 200s et 800s après l'alimentation de la plaque électrique l'écart relatif moyen est de 60 %.

La contribution du préchauffage sur la concentration totale de particules mesurées est largement dominante. Le maximum est observé au moment du premier cycle de température avec une valeur atteignant $1,2 \cdot 10^6 \text{ #·cm}^{-3}$, ce niveau est très inférieur à celui relevé lors du préchauffage de la poêle. La présence de la casserole remplie d'eau limiterait les émissions de particules à partir de surfaces chaudes (plaque ou poêle). Au moment du retrait de la casserole de la plaque (1740s), un pic d'émission de particules est observé. Ce qui vient confirmer l'hypothèse préalable.

Le second cycle de température est également associé à un pic d'émission de particules mais d'un ordre de grandeur inférieur au précédent.
<figure><img src="image_269.png" /><figcaption>Figure 3-180 : Comparaison des concentrations totales mesurées lors des essais 2 et 3 de cuisson des pâtes.</figcaption></figure>

L'émission de particules correspond aux montées de températures de la plaque (Figure 3-181). Le nombre de particules émises croît à chaque montée successive de température. L'émission de particules n'est donc pas systématique et pourrait être associée à une remise en suspension de particules ultrafines préalablement déposées sur les surfaces. A la fin de la cuisson, lors du retrait de la casserole et de l'arrêt de la plaque, la concentration en particules augmente. Cette augmentation est probablement liée à la remise en suspension de particules de la surface chaude de la plaque, découvertes dès l'arrêt de la cuisson après le retrait de la casserole.
<figure><img src="image_270.png" /><figcaption>Figure 3-181 : Dépendance du profil de concentration de particules (mesurée avec le DMS500) avec la température à l'interface plaque/casserole.</figcaption></figure>

La relation qui relie la concentration de particules à la température (interface plaque / casserole) est variable dans le temps et fonction de la phase de montée ou de descente de température (Figure 3-182).

<figure><img src="image_271.png" /><figcaption>Figure 3-182 : Relation entre la concentration totale de particules (DMS500) et la température de l'interface plaque/casserole.</figcaption></figure>
Les mesures de granulométrie avec le DMS500 sont présentées pour les essais 2 et 3 (Figure 3-183, Figure 3-184, Figure 3-185). Les résultats obtenus sont synthétisés dans le Tableau 3-25. Le mode des particules émises lors du préchauffage varie entre 20 et 36 nm selon l'essai. Dès lors que le couvercle de la casserole est retiré, une distribution bimodale apparaît avec un mode principal centré sur 12-14 nm et un mode secondaire centré sur 50-60 nm. Cette distribution bimodale persiste tout au long de la cuisson des pâtes (absence de couvercle), avec des modes restent constants 13 et 65 nm respectivement. Au moment du retrait de la casserole, le mode le plus fin devient prédominant tandis que le mode secondaire tend à disparaître.

<figure><img src="image_272.png" /><figcaption>Figure 3-183 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (cuisson des pâtes, essai 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_273.png" /><figcaption>Figure 3-184 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (cuisson des pâtes, essai 3).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_274.png" /><figcaption>Figure 3-185 : Exemples de distributions en taille caractéristiques de la cuisson des pâtes essai 2.</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-25 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (Cuisson des pâtes).</caption><thead><tr><th rowspan="2">Essai 2</th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th><th colspan="4">(30 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mise en marche de la plaque (position MAX)</td><td>3.24E+05</td><td>36.61</td><td>1.98</td><td>36.06</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td colspan="4">(5 - 30 nm)</td><td colspan="4">(40 - 1000 nm)</td></tr><tr><td>Retrait du couvercle</td><td>7.56E+04</td><td>14.19</td><td>1.49</td><td>14.17</td><td>3.84E+04</td><td>52.21</td><td>1.44</td><td>49.96</td></tr><tr><td>Cuisson spaghettis</td><td>4.83E+04</td><td>13.07</td><td>1.45</td><td>13.03</td><td>9.99E+03</td><td>55.67</td><td>1.50</td><td>53.37</td></tr><tr><td></td><td colspan="4">(5 - 40 nm)</td><td colspan="4">(40 - 1000 nm)</td></tr><tr><td>Retrait casserole</td><td>6.89E+04</td><td>14.81</td><td>1.43</td><td>15.01</td><td>1.52E+03</td><td>64.27</td><td>1.38</td><td>62.14</td></tr><tr><th rowspan="2">Essai 2</th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th><th colspan="4">(30 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr><tr><td>Mise en marche de la plaque (position MAX)</td><td>1.26E+05</td><td>20.15</td><td>1.74</td><td>20.06</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td colspan="4">(5 - 30 nm)</td><td colspan="4">(40 - 1000 nm)</td></tr><tr><td>Retrait du couvercle</td><td>1.12E+04</td><td>12.12</td><td>1.52</td><td>12.09</td><td>3.02E+03</td><td>62.93</td><td>1.72</td><td>60.18</td></tr><tr><td>Cuisson spaghettis</td><td>1.31E+04</td><td>12.54</td><td>1.52</td><td>12.65</td><td>3.73E+03</td><td>67.14</td><td>1.73</td><td>66.36</td></tr><tr><td></td><td colspan="4">(5 - 40 nm)</td><td colspan="4">(40 - 1000 nm)</td></tr><tr><td>Retrait casserole</td><td>2.52E+05</td><td>14.08</td><td>1.58</td><td>13.73</td><td>1.92E+04</td><td>54.01</td><td>1.30</td><td>51.02</td></tr></tbody></table>
### 3.18.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

Le profil de concentration obtenue avec l'ELPI est de la même forme que celui obtenu avec le DMS500 avec des niveaux plus faibles car ne prenant pas en compte les particules < 28 nm (Figure 3-186).

<figure><img src="image_275.png" /><figcaption>Figure 3-186 : Mesures avec l'ELPI des particules totales émises lors de la cuisson des pâtes.</figcaption></figure>

La granulométrie associée à l'essai 2 est présentée à la Figure 3-187. Pour l'essai 3, l'appareil présente un artefact de mesure au niveau des deux étages correspondant à Di = 491 et 772 nm. Le courant mesuré au niveau de l'étage supérieur est anormalement élevé et ce même profil de courant inversé se retrouve sur l'étage inférieur. Cet artefact de mesure survient à partir du moment où le couvercle de la casserole est retiré, donc très certainement lié à une humidité excessive et un phénomène de condensation dans l'appareil.

La distribution des particules ne montre pas de variation significative liée au retrait du couvercle ou à la cuisson des pâtes. Les particules émises sont liées aux variations de température de la plaque électrique et présentent une taille pouvant atteindre 1 µm.
<figure><img src="image_276.png" /><figcaption>Figure 3-187 : Granulométrie des particules émises lors de la cuisson des pâtes (essai 2 – ELPI).</figcaption></figure>

### 3.18.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Le compteur optique a mesuré les variations de concentrations de particules lors de la cuisson des pâtes au cours des 3 essais (Figure 3-188). Le premier essai trop long et insuffisant pour une cuisson effective des pâtes n'est pas exploité. Le second essai est marqué par l'influence du préchauffage : le premier pic d'émission atteint $1000 \ # \cdot \text{cm}^{-3}$, phénomène totalement absent du troisième essai. Le troisième essai émettant moins de particules ultrafines que le second (données du DMS500 et de l'ELPI), il est également possible que sa contribution en particules de plus gros diamètre soit réduite en conséquence.

Le retrait du couvercle, l'introduction des pâtes dans l'eau, l'agitation des pâtes et le retrait de la casserole sont systématiquement associés à une émission faible voire très faible de particules (quelques dizaines de $\ # \cdot \text{cm}^{-3}$). La Figure 3-189 montre que les particules de 0,35-0,45 µm sont associées à ces évènements et que des particules de diamètre proche de 2,5 µm sont présentes exclusivement lors de la cuisson des pâtes, dès leur introduction dans l'eau.

Clairement, la cuisson des pâtes en tant que telle n'apparaît pas comme une source prépondérante de particules dans l'habitat.
<figure><img src="image_277.png" /><figcaption>Figure 3-188 : Concentration totale de particules (> 0,3 µm) mesurées lors de la cuisson des pâtes.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_278.png" /></figure>
<figure><img src="image_279.png" /></figure>

Figure 3-189 : Comparaison des distributions de particules pour les différents évènements de la cuisson des pâtes (essai 3).
## 3.19. Four électrique

Un four électrique a été utilisé pour réaliser deux scénarios de cuisson et un programme de nettoyage du four par pyrolyse. Le four utilisé est un four traditionnel encastrable d'un volume intérieur de 56 litres utilisant un mode de cuisson par convection naturelle (Figure 3-190). Sa puissance est de 1200 W (sole, élément inférieur) et de 2100 W (élément de voûte). En fonctionnement, une ventilation extrait l'air du four vers l'extérieur juste au-dessus de la porte. Un essai a été réalisé pour simuler l'activité de préchauffage du four (avant l'introduction d'un plat) pendant une durée de 5 minutes après stabilisation de la température à 200 °C. Le temps pour atteindre cette valeur était de 14 minutes. Un thermocouple a été placé au niveau de la paroi intérieure du four pour suivre l'évolution des températures durant l'essai (Figure 3-191).

<figure><img src="image_280.png" /><figcaption>Figure 3-190 : Four électrique à pyrolyse utilisé pour les scénarios de cuisson.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_281.png" /><figcaption>Figure 3-191 : Suivi de la température de la paroi intérieure du four.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_282.png" /><figcaption>Figure 3-192 : Evolution de la température et de l'humidité relative dans l'enceinte durant le fonctionnement du four électrique.</figcaption></figure>
Les variations induites en température et humidité dans l'enceinte par le préchauffage du four sont respectivement de +3,5 °C et -9% durant l'essai.

### 3.19.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Les concentrations mesurées avec le CNC sont faussées par les effets de coïncidence à haute concentration, malgré la correction apportée (la concentration réelle est trop élevée, supérieure à la limite de correction applicable). Les mesures du CNC ne sont pas exploitables sur ces essais.

### 3.19.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

La Figure 3-193 montre la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000 nm) lors du préchauffage du four vide à 200 °C. La concentration totale de particules dans l'enceinte est maximale juste au moment où le four atteint sa température de consigne. Mais alors que la température se stabilise, la concentration de particules décroit. Les particules émises sont liées notamment à une remise en suspension des particules préalablement déposées au niveau des parois internes ou au niveau du système de ventilation propre au four.

<figure><img src="image_283.png" /><figcaption>Figure 3-193 : Concentration totale mesurée avec le DMS500 pendant le préchauffage du four vide.</figcaption></figure>

La mesure de la granulométrie avec le DMS500 a été réalisée sur cet essai (Figure 3-194, Figure 3-195). Les résultats obtenus sont synthétisés dans le Tableau 3-26. Une très faible émission de particules ultrafines (mode 11 nm) est observée dès la mise en route du four. Le préchauffage du four prépondérant émet des particules dont le mode numéraire est centré sur 36 nm.
<figure><img src="image_284.png" /><figcaption>Figure 3-194 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (préchauffage du four vide 200 °C).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_285.png" /><figcaption>Figure 3-195 : Granulométrie mesurée lors du préchauffage du four vide 200 °C.</figcaption></figure>

<table><caption>Tableau 3-26 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (préchauffage du four vide 200 °C).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="4">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mise en route four</td><td>1.40E+03</td><td>11.52</td><td>1.56</td><td>11.44</td></tr><tr><td>Préchauffage 200 °C</td><td>5.81E+05</td><td>35.85</td><td>1.81</td><td>35.95</td></tr></tbody></table>
Après l'arrêt du four, l'aérosol continue d'évoluer malgré le renouvellement d'air de l'enceinte de 52 vol/h. Les particules ultrafines disparaissent très rapidement. Les particules de 50-100 nm subsistent le plus dans l'enceinte (Figure 3-196). Ce phénomène est assez peu marqué dans les scénarios de cuisson au four. L'explication possible est liée à l'ouverture de la porte du four au moment du retrait du plat. Le four est alors arrêté mais la porte reste ouverte jusuq'à la fin de l'essai contrairement au scénario de préchauffage pour lequel la porte est maintenue fermée. Dans ce dernier cas, le four maintient plus longtemps une concentration élevée de particules en son sein favorisant lors du refroidissement des phénomènes de condensation et / ou de coagulation modifiant l'aérosol au cours du temps. Ce phénomène est moins marqué lorsque la porte est maintenue ouverte.

<figure><img src="image_286.png" /><figcaption>Figure 3-196 : Evolution des concentrations par taille de particules après l'arrêt du four électrique (DMS500).</figcaption></figure>

### 3.19.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

Le profil de concentration obtenu par l'ELPI (Figure 3-197) présente le même aspect que celui obtenu avec le DMS500. La granulométrie associée est représentée Figure 3-198. Elle ne donne pas beaucoup plus d'éléments que celle obtenue avec le DMS500, si ce n'est la présence de fines particules de diamètre atteignant 1 µm au moment du premier pic d'émission.
<figure><img src="image_287.png" /><figcaption>Figure 3-197 : Concentration totale de particules émises lors du préchauffage à 200 °C du four électrique, mesurées par l'ELPI.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_288.png" /><figcaption>Figure 3-198 : Granulométrie des particules émises lors du préchauffage à 200 °C du four électrique, mesurées par l'ELPI.</figcaption></figure>
### 3.19.4. Mesures avec le compteur optique DM1.108

Le compteur optique mesure une concentration maximale de 60 #·cm⁻³ lors du premier pic d'émission associé à la montée en température du four (Figure 3-199). Le second pic est quasi-inexistant par rapport aux mesures de l'ELPI et du DMS500.

<figure><img src="image_289.png" /><figcaption>Figure 3-199 : Concentration totale de particules (> 0,3µm) émises lors du préchauffage du four vide.</figcaption></figure>

La comparaison des distributions issues des 3 appareils montre une bonne adéquation de l'ELPI et du DMS500 dans la gamme 40-200 nm (Figure 3-200). Au-delà de 200 nm, la réponse du DMS500 se situe dans le bruit de fond et aucune information significative n'en ressort. Le compteur optique présente un profil décroissant régulier de 350 à 1000 nm. L'ELPI présente quant à lui une distribution proche du DMS500 jusqu'à 200 nm. A partir de 1 µm, les valeurs se situent dans le bruit de fond de l'appareil.

Les comparaisons de 3 distributions basées sur des diamètres différents sont à prendre avec précaution. La comparaison effectuée ici reste brute et nécessite des ajustements des données prenant en compte la densité de l'aérosol, l'indice de réfraction et le facteur de forme notamment. Ces paramètres peuvent être déterminés dans un deuxième temps de façon à permettre une meilleure comparaison des données.
<figure><img src="image_290.png" /><figcaption>Figure 3-200 : Comparaison des distributions en taille des particules libérées lors du préchauffage du four vide.</figcaption></figure>
## 3.20. Cuisson au four - rôti de porc

Un des scénarios sélectionnés pour représenter une activité de cuisson au four électrique est la cuisson d'un rôti de porc (plus exactement échine sans os à rôtir). Ce sont des pièces de boucher vendues au rayon frais en supermarché d'un poids variant entre 600 et 700 grammes.

Trois essais ont été réalisés. Les indications du fabricant du four ont été suivies pour le premier test, cuisson traditionnelle (sole et voûte activée) réalisée à 200°C pendant 50 minutes. Mais, le rôti était insuffisamment cuit. Deux autres essais ont été réalisés avec une température portée à 240°C pour optimiser la cuisson. Selon les recommandations du fabricant du four, un peu d'eau est rajouté pour éviter la carbonisation de la sauce et un peu d'huile d'arachide pour agrémenter la cuisson. Le plat est découvert pendant la cuisson. Une ouverture de la porte du four est réalisée aux trois-quarts de la cuisson pour simuler une vérification de l'état de cuisson de la viande (pratique courante pour cette activité).

Les ingrédients ont été pesés avant et après cuisson (Tableau 3-27). Les temps caractéristiques des évènements du scénario sont présentés au Tableau 3-28. Un thermocouple coincé entre la plaque du four et le plat en terre cuite permet de suivre l'évolution de la température dans le four pendant l'essai (Figure 3-201). La température et l'humidité dans l'enceinte sont également enregistrées (Figure 3-202 et Figure 3-203).

<figure><img src="image_291.png" /></figure>

### Déroulement du scénario :

1. Préchauffage du four

2. Introduction du plat

3. Vérification de la cuisson

4. Fin de cuisson : arrêt du four, retrait du plat, la porte du four reste ouverte.

<table><caption>Tableau 3-27 : Pesées des ingrédients pour la cuisson du rôti de porc au four.</caption><thead><tr><th>Masse initiale (g)</th><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th></tr></thead><tbody><tr><td>Rôti de porc</td><td>719.8</td><td>674</td><td>703.2</td></tr><tr><td>Huile d'arachide</td><td>9.1</td><td>11.2</td><td>11.5</td></tr><tr><td>Eau</td><td>15</td><td>15</td><td>31.9</td></tr><tr><td>Rôti cuit + matière grasse restante</td><td>625.5</td><td>554.9</td><td>558</td></tr><tr><td><strong>Perte de matière (g)</strong></td><td><strong>118.4</strong></td><td><strong>145.3</strong></td><td><strong>188.6</strong></td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 3-28 : Temps caractéristiques des évènements du scénario (en secondes).</caption><thead><tr><th>Evènements du scénario</th><th>Essai 1</th><th>Essai 2</th><th>Essai 3</th></tr></thead><tbody><tr><td>Préchauffage du four</td><td>50</td><td>50</td><td>50</td></tr><tr><td>Introduction du plat</td><td>890</td><td>890</td><td>950</td></tr><tr><td>Vérification de la cuisson / ouverture</td><td>2990</td><td>2990</td><td>2810</td></tr><tr><td>Retrait du plat</td><td>3890</td><td>3890</td><td>3650</td></tr></tbody></table>
<figure><img src="image_292.png" /><figcaption>Figure 3-201 : Evolution de la température intérieure du four pendant la cuisson du rôti de porc (les points marquent les évènement caractéristiques).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_293.png" /><figcaption>Figure 3-202 : Evolution de la température dans l'enceinte pendant la cuisson du rôti de porc.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_294.png" /><figcaption>Figure 3-203 : Evolution de l'humidité relative dans l'enceinte pendant la cuisson du rôti de porc.</figcaption></figure>

### 3.20.1. Mesures avec le compteur à noyaux de condensation CNC

Les concentrations mesurées avec le CNC sont faussées par les effets de coïncidence à haute concentration, malgré la correction apportée (la concentration réelle est trop élevée, supérieure à la limite de correction applicable). Les mesures du CNC ne sont pas exploitables sur ces essais.

### 3.20.2. Mesures avec le spectromètre à mobilité électrique DMS500

La Figure 3-204 représente la concentration totale mesurée avec le DMS500 (5 nm à 1000 nm) pour les trois essais de cuisson au four du rôti de porc. Un pic d'émission de particules est associé systématiquement à une ouverture de la porte (introduction du plat, vérification de la cuisson, retrait du plat). Les concentrations maximales observées dans l'enceinte atteignent $2 \cdot 10^7 \ \#\cdot\text{cm}^{-3}$. Entre deux ouvertures de portes, la concentration de particules semble suivre l'évolution de la température du four laquelle présente des cycles de fluctuations tout en augmentant progressivement (Figure 3-202).
<figure><img src="image_295.png" /><figcaption>Figure 3-204 : Comparaison des concentrations totales mesurées lors de la cuisson au four du rôti de porc.</figcaption></figure>

Les mesures de granulométrie réalisées avec le DMS500 sont présentées aux figures suivantes : Figure 3-205, Figure 3-206, Figure 3-207 et Figure 3-208. Les résultats obtenus sont synthétisés au Tableau 3-29. Le profil granulométrique mesuré lors du scénario de cuisson au four du rôti de porc évolue rapidement et peut passer d'une distribution en apparence monomodale à une distribution multimodale relativement rapidement (notamment pour les cuissons à 240°C). Les particules couvrent tout le spectre de mesure du DMS500. La complexité des phénomènes mis en jeu nécessiterait une étude plus poussée de cette source en prenant en considération les phénomènes de nucléation, condensation et de coagulation. Dans une première approche, les distributions de particules associées aux évènements pris en compte sont considérées monomodales pour les besoins de calcul du CMD et de l'écart-type géométrique $\sigma_g$.

Des particules ultrafines dont le mode se situe autout de 12-18 nm sont émises dès la mise en
marche du four. Le préchauffage contribue à la libération de particules avec un mode autour
de 27-31 nm. Les ouvertures de portes marquent des pics d'émission de particules dont le
diamètre est centré sur 32-41 nm (essai 1), sur 41-66 nm (essai 2) ou sur 49-51 nm (essai 3).
La cuisson du rôti (porte fermée) est quant à elle associée à des particules de diamètre 22 à 37
nm selon les essais.
<figure><img src="image_296.png" /><figcaption>Figure 3-205 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (cuisson au four - rôti de porc 200 °C, essai 1).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_297.png" /><figcaption>Figure 3-206 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (cuisson au four - rôti de porc 240 °C, essai 2).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_298.png" /><figcaption>Figure 3-207 : Granulométrie mesurée avec le DMS500 (cuisson au four - rôti de porc 240 °C, essai 3).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_299.png" /><figcaption>Figure 3-208 : Granulométrie mesurée lors de la cuisson. (cuisson au four - rôti de porc) essai 1.</figcaption></figure>
<table><caption>Tableau 3-29 : Concentration, GMD, CMD et σ<sub>g</sub> moyens (cuisson au four - rôti de porc).</caption><thead><tr><th></th><th colspan="4" style="text-align:center;">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>Essai 1</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mise en route</td><td>1.30E+04</td><td>15.39</td><td>1.63</td><td>15.57</td></tr><tr><td>Préchauffage du four</td><td>9.18E+05</td><td>27.57</td><td>1.66</td><td>27.03</td></tr><tr><td>Introduction du plat</td><td>2.35E+06</td><td>32.33</td><td>1.54</td><td>31.74</td></tr><tr><td>Cuisson</td><td>6.02E+05</td><td>36.40</td><td>1.77</td><td>36.75</td></tr><tr><td>Vérification de la cuisson</td><td>8.58E+06</td><td>30.51</td><td>1.88</td><td>32.12</td></tr><tr><td>Fin de cuisson</td><td>1.76E+06</td><td>33.50</td><td>1.98</td><td>35.83</td></tr><tr><td>Retrait du plat</td><td>8.71E+06</td><td>38.76</td><td>1.89</td><td>40.69</td></tr><tr><td><strong>Cuisson globale</strong></td><td><strong>1.12E+06</strong></td><td><strong>33.75</strong></td><td><strong>1.87</strong></td><td><strong>34.78</strong></td></tr></tbody><thead><tr><th></th><th colspan="4" style="text-align:center;">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>Essai 2</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mise en route</td><td>6.37E+03</td><td>11.83</td><td>1.57</td><td>11.54</td></tr><tr><td>Préchauffage du four</td><td>9.06E+05</td><td>26.72</td><td>1.91</td><td>27.33</td></tr><tr><td>Introduction du plat</td><td>4.31E+06</td><td>40.87</td><td>1.65</td><td>40.74</td></tr><tr><td>Cuisson</td><td>2.16E+06</td><td>32.46</td><td>2.12</td><td>32.33</td></tr><tr><td>Vérification de la cuisson</td><td>8.75E+06</td><td>65.06</td><td>2.00</td><td>65.57</td></tr><tr><td>Fin de cuisson</td><td>5.91E+06</td><td>35.61</td><td>1.97</td><td>32.47</td></tr><tr><td>Retrait du plat</td><td>1.38E+07</td><td>53.64</td><td>2.08</td><td>53.92</td></tr><tr><td><strong>Cuisson globale</strong></td><td><strong>2.94E+06</strong></td><td><strong>36.15</strong></td><td><strong>2.08</strong></td><td><strong>34.37</strong></td></tr></tbody><thead><tr><th></th><th colspan="4" style="text-align:center;">(5 - 1000 nm)</th></tr><tr><th>Essai 3</th><th>N/cc</th><th>GMD (nm)</th><th>σ<sub>g</sub></th><th>CMD (nm)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mise en route</td><td>2.71E+05</td><td>18.04</td><td>1.70</td><td>17.92</td></tr><tr><td>Préchauffage du four</td><td>1.52E+06</td><td>31.58</td><td>1.93</td><td>31.28</td></tr><tr><td>Introduction du plat</td><td>4.80E+06</td><td>49.97</td><td>1.71</td><td>50.69</td></tr><tr><td>Cuisson</td><td>2.98E+06</td><td>23.86</td><td>2.22</td><td>24.46</td></tr><tr><td>Vérification de la cuisson</td><td>8.64E+06</td><td>47.40</td><td>2.01</td><td>51.43</td></tr><tr><td>Fin de cuisson</td><td>6.76E+06</td><td>24.75</td><td>2.12</td><td>21.77</td></tr><tr><td>Retrait du plat</td><td>1.51E+07</td><td>47.33</td><td>2.03</td><td>48.86</td></tr><tr><td><strong>Cuisson globale</strong></td><td><strong>3.63E+06</strong></td><td><strong>26.96</strong></td><td><strong>2.20</strong></td><td><strong>26.20</strong></td></tr></tbody></table>

### 3.20.3. Mesures avec l'impacteur électrique ELPI

Les résultats obtenus par l'ELPI pour les 3 essais sont présentés à la Figure 3-209. Les 2 premiers essais montrent une saturation des étages inférieurs (D<sub>i</sub> de 39, 72 et 123 nm), du fait d'une sélection de sensibilité inadaptée (10000 fA pour un bruit de fond optimum, insuffisant pour les émissions observées). De ce fait, les émissions de particules liées aux évènements d'ouverture de porte sont mal représentées dans ces essais et inexploitables. L'instrument ne permet malheureusement pas un changement automatique d'échelle et du fait que l'instrument était en location, il n'a pas été possible de reproduire les essais.

Les niveaux maximum atteints dans l'enceinte sont de l'ordre de $10^7 \text{ #}\cdot\text{cm}^{-3}$.
<figure><img src="image_300.png" /><figcaption>Figure 3-209 : Concentrations de particules émises lors de la cuisson du rôti de porc au four (ELPI).</figcaption></figure>

La distribution en taille de l'essai 3 est représentée à la Figure 3-210. La distribution obtenue par l'ELPI est cohérente avec celle observée en utilisant le DMS500. Lors des ouvertures de portes, les particules émises couvrent le spectre de mesure de l'ELPI (jusqu'à 10 µm). Pendant la cuisson, ce sont essentiellement les particules fines (< 1 µm) qui sont observées.

<figure><img src="image_301.png" /><figcaption>Figure 3-210 : Granulométrie des particules émises lors de la cuisson du rôti de porc au four (ELPI-essai3).</figcaption></figure>