Projet mermose: caractérisation des émissions particulaires en sortie d'un moteur aéronautique civil ; de la morphologie à la composition chimique

Abstract

Compte tenu de la croissance régulière du transport aérien, le gouvernement français a décidé de soutenir une étude visant à mieux comprendre les processus de formation des traînées de condensation, leur impact sur le climat, et également de prévenir et de maîtriser leur apparition et leurs effets. Dans ce cadre, nous avons réalisé une campagne de mesure des émissions particulaires (PM) d’un turboréacteur moderne. Lors de ce travail, nous avons effectué des profils radiaux et angulaires d’émissions particulaires dans le flux principal du moteur pour différents régimes correspondant aux principales conditions de fonctionnement d’un avion (roulage, décollage, montée, approche, croisière).Le dispositif expérimental mis en oeuvre repose sur un robot de prélèvement, associé à trois lignes de transport, chacune étant régulée à une température de 160°C. Sur la première de ces lignes, des prélèvements sur filtres en fibre de quartz, grilles MET et fenêtres en silicium ont été réalisés afin de procéder respectivement à des analyses a posteriori du ratio en carbone élémentaire et organique (EC/OC), de la morphologie (MET) et de la composition élémentaire (EDX) et chimique (FTIR). En parallèle sur la seconde ligne, un granulomètre Cambustion DMS 500 a été utilisé afin de caractériser en temps réel la distribution en taille des aérosols émis. Enfin, un système de dilution Palas VKL-10 a été implanté en aval de la troisième ligne (dilution réalisée à 35°C avec de l’azote), afin d’être compatible avec les conditions d’utilisation des dispositifs de métrologie des aérosols. Deux granulomètres SMPS (l'un reposant sur un compteur à noyau de condensation, CPC, et l'autre sur un électromètre, FCE), un appareil de mesure de concentration surfacique (TSI NSAM), un appareil de mesure de concentration massique (Thermo MAAP), un Pegasor ainsi que deux compteurs à noyaux de condensation (CPC) ont ainsi été mis en oeuvre. Les matériels et techniques employés durant la campagne ont ainsi permis de collecter des données en nombre, taille, masse, composition élémentaire et morphologie des aérosols pour un turboréacteur aéronautique civil.