Traitement combiné particules / composés organiques volatils sur médias fibreux à base de carbone activé

En vue d'obtenir un système de traitement performant pour l'élimination simultanée de particules de diamètre aérodynamique inférieur à 10 m (PM10) et de composés organiques volatils (COV), des médias prototypes composés de fibres de carbone activé (FCA) associées à des fibres non-adsorbantes, telles que des fibres cellulosiques (FC) et de polyester (PET), ont été réalisés par voie papetière. L'influence de différents paramètres de fabrication sur les propriétés d'usages des médias a été évaluée. Notamment, l'effet de la composition et de la nature des fibres non-adsorbantes, du degré de raffinage des fibres cellulosiques et de l'ajout de liants a été étudié. Leur impact sur les propriétés de structure du média mais également sur ses performances pour la filtration de particules de dolomite (65 000 part.cm-3) et l'adsorption de toluène (C0 = 320 mg.m-3) pour une vitesse d'air de 0,3 m.s-1, a été analysé. Pour des médias composés de FCA et de FC, une augmentation de la teneur en FC et de leur degré de raffinage ferme la structure poreuse du média et entraîne une augmentation de son efficacité de capture des particules mais également de la perte de charge générée. L'introduction de fibres de PET et des liants associés pour assurer la tenue mécanique, diminue l'homogénéité de formation du média générant ainsi des passages préférentiels pour l'air et les polluants. Un modèle statistique reliant l'efficacité de filtration initiale des médias à leurs propriétés de structure (porosité et diamètre modal de pores inter-fibres) a été réalisé afin d'accéder à une première prédiction des performances de filtration. Les propriétés d'adsorption à l'équilibre des FCA ne sont pas altérées par la présence de fibres non-adsorbantes et de liants chimiques. Toutefois, en système dynamique, les médias possédant une moins bonne homogénéité de formation, présentent des performances en adsorption plus faibles liées aux passages préférentiels pour l air. Les médias composés d'au moins 40 % de FCA révèlent des capacités d'adsorption à la saturation élevées (>= 98 mg.g-1) dans les conditions non favorables étudiées (faible concentration en toluène et vitesse élevée). Aux regards des performances en filtration et en adsorption, un média composé de 50 % de FCA et de 50 % de FC avec un degré de raffinage faible (16 SR) présente le meilleur compromis entre une efficacité initiale de filtration importante (E >= 40 %), une perte de charge modérée ( P0 = 98 mg.g-1) in non-favourable conditions studied (low toluene concentration and high velocity). With regard to filtration and adsorption performances, a medium composed of 50 %w ACF and 50 %w CF with a low refining level (16 SR) presents the best compromise between a high initial particle collection efficiency (E >= 40 %), a moderate pressure drop ( P0 < 60 Pa for U0 < 0.3 m.s-1) and a sufficient ACF content in order to do a combined treatment particles / VOC.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocNANTES-Ecole Centrale (441092306) / SudocSudocFranceF