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Objet

Afin de modéliser la dynamique de dispersion de particules biotiques (spores, pollen) il est nécessaire de caractériser les processus élémentaires : la libération (arrachage et resuspension des particules de la surface émettrice) et la sédimentation en air calme qui conditionne le transport proprement dit et le dépôt sur la surface réceptrice.

Description

Le dispositif de mesure est présenté sur la figure 1. Pour les mesures de vitesses de l'écoulement et des particules nous avons utilisé la vélocimétrie laser à effet Doppler (LDV). Pour les mesures de granulométrie nous avons employé la méthode des phases.

Résultats et perspectives

Au delà d'une vitesse seuil, le processus de libération de particules est caractérisé par des événements discrets et intermittents (figure 2). Une fois libérées de leur support, les particules sont soumises à un gradient de vitesse au sein de la couche limite au voisinage de la surface. Nous avons réalisé des mesures simultanées de vitesse de particules et de vitesse de l'écoulement, en utilisant des traceurs pour l'écoulement fluide. Les résultats présentés sous la forme d'un diagramme "vitesse-diamètre" (figure 3) montrent deux nuages distincts correspondant aux deux diamètres (4µ et 60µ) directement liés aux vitesses moyennes respectives. Les spores sont libérées sous la forme de particules isolées et d'agrégats. Ces résultats sont réduits à une courbe standard (figure 4) : la vitesse de sédimentation normalisée V d'un agrégat de N particules (égale au rapport entre la vitesse de sédimentation d'un agrégat et celle d'une particule isolée) en fonction du nombre de particules par agrégat.

En parallèle avec un travail de modélisation de l'émission des particules (modèle de bursts turbulents) nous développons une nouvelle technique de mesure de champs globaux de vitesses (vélocimétrie par images de particules-PIV) et un comptage instantané des particules dans une nappe laser.

Ces deux métrologies optiques sont directement disponibles pour une étude de modélisation du transport de polluants à l'échelle urbaine (Programme de recherche Primequal du Ministère de l'Environnement).

Références

[1] A. Rambert, P. Gougat, L. Huber: <<Flow and particle aerodynamic properties in aerial dispersion of pathogen spores>>. 8th International symposium on applications of laser techniques to fluid mechanics, Lisbonne, 8-11 juillet 1996

[2] A. Rambert, P. Gougat, L. Huber : <<Caractéristiques aérodynamiques de la dispersion aérienne des particules biotiques>>. 5ème Congrès Francophone de Vélocimétrie Laser, Rouen, 24-27 septembre 1996

* Unité de Bioclimatologie, INRA Thivernal-Grignon

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